科學與技術
唐代生產力提高，經濟繁榮，為科學與技術的發展提供了條件，因此科技領域內取得了輝煌的成就。這些成就主要表現在天文學、數學、地理學、醫藥學及印刷術等方面。
天文與數學
僧一行，本名張遂，是唐代最著名的天文學家。他青年時代就精通曆象和陰陽五行之學。唐玄宗召他到長安主持改定曆法。當時，率府兵曹參軍梁令瓚已經製成木黃道游儀的模型，一行主張改用銅鑄，並與令瓚繼續進行研究，經過兩年的努力，最後於開元十二年（724）製成銅黃道游儀。次年，一行又與梁令瓚奉玄宗之命，共同研製成銅鑄的水運渾儀，用以計時。黃道游儀和水運渾儀的製成，對觀察天象起了很大的作用。開元十三年，一行還用自己製成的「復矩圖」，令南宮說率人到今河南若干地點測量北極高度和春分、夏至、秋分、冬至的日影長度，測出地球子午線1°的長度約合十二萬三千七百米。這是世界上第一次實測子午線，具有重大的意義。一行也是世界上第一位發現恆星位置變動的天文學家。他臨死前編成《大衍曆》的草稿，後經張說等整理成書，是中國古代的一部重要曆書。該歷在編寫的過程中使用的不等間距的二次差內插法、具有正弦函數性質的表格和含有三次差的近似內插公式，在數學上都是傑出的貢獻。
此外，李淳風等注釋《算經十書》及十書中最後一部王孝通所撰《輯古算術》，也都是數學方面的重要成就。
地理學
唐初的一部重要地理學著作是《括地誌》。唐太宗的第四子魏王李泰，延攬學士蕭德言、顧胤、蔣亞卿及謝偃等，根據《貞觀十三年大簿》的資料編撰成該書，於貞觀十六年（642）奏上。《括地誌》全面敘述了唐初政區的建置沿革，並介紹了各地的山嶽、河流、風俗、物產及人物故事等。該書共五百五十卷，另有《序略》五卷，內容豐富，惜今天已無完帙，清代以來的輯佚本僅數卷而已。
唐德宗時的賈耽是著名的地理學家，他在貞元十七年（801）繪成《海內華夷圖》，並撰成《古今郡國縣道四夷述》四十卷。其中尤以《海內華夷圖》貢獻最大，圖長三丈三尺，寬三丈，以一寸為百里，古地名標以黑字，唐代地名題以紅字。可惜原圖已失，但12世紀時根據它編繪的《華夷圖》刻石至今仍保存於西安市碑林。賈耽的其他重要地理著述還有《皇華四達記》十卷、《貞元十道錄》四卷等。
唐朝另一部重要的地理學著作是唐憲宗朝宰相李吉甫在元和八年（813）撰成的《元和郡縣圖志》。該書四十卷，目錄兩卷，在所介紹四十七鎮的每鎮之前，都附以地圖。全書記錄了當時各地的物產、貢物、戶口、州縣沿革和山川險易等情況。原書僅存三十四卷，圖已佚，是現存中國歷史上最早的地方總志，對後世方誌的編撰有很大的影響。
此外，杜佑所著《通典》的《州郡典》共十四卷，在方誌發展史上也佔有一定的地位。唐末人樊綽所著《蠻書》十卷，詳細記載了洱海一帶的民族、風俗、山川、道路，是輿志中較早的著作，為研究古代雲南地理及南詔史提供了豐富的資料。
醫藥學
孫思邈是唐初醫學和藥物學家。他於高宗永徽三年（652）撰成《備急千金要方》三十卷。他認為「人命至重，有貴千金」，故名其書為《千金要方》。該書廣收博採自古代至唐初的重要方劑，對診治之訣、針灸之法、導引養生之術均有周詳的論述。後來，孫思邈覺得《千金要方》仍有闕遺，又撰成《千金翼方》三十卷以輔之。這兩部書在中國藥學史上佔有重要地位，後人尊稱孫思邈為「藥王」。此外，顯慶四年（659）唐廷頒行的《新修本草》，為世界上第一部官修的藥典。這是唐高宗時期醫藥工作者集體作出的重要貢獻。
印刷術
雕版印刷的出現是唐代重大技術成就之一。雕版印書始於何時，其說不一，至遲在中唐、晚唐時已經逐漸興起。1966年在韓國發現了木刻《陀羅尼經》印本，刻於704～751年間。成都市望江樓附近的唐墓也出土了龍池坊卞家印賣的《陀羅尼經》，這是國內現存的最早印本。此外，咸通九年（868）王玠印造的《金剛經》，卷首有版面，正文刻字精美，足見刻印技術已較成熟。唐僖宗時成都書肆有印製的各種書籍出售，而且不少地方都在印刷曆書。雕版印刷術的發明為五代以後大量印書創造了條件。
宗教和哲學
道教與佛教
道教和佛教在中國早已盛行，唐朝統治者深知宗教對鞏固封建統治能起一定的作用，經常利用道、佛二教麻痹人民的思想。隨著政治形勢的變化，道教與佛教往往發生矛盾和鬥爭。唐代，有的統治者崇此抑彼，有的統治者崇彼抑此，對宗教衝突起了推波助瀾的作用；有時他們也調和道佛之爭，並且加以利用。
中國的道教奉李耳為教主，唐朝皇室亦為李姓，故從唐初起統治者就規定道教地位居於佛教之先。唐朝大多數皇帝均崇奉道教，唐玄宗尤為突出，在他執政時道教勢力達到了最高峰，全國道觀總計一千六百八十七所。當時道教有清經法派和正一派，各有不少經戒符籙傳世。重要的道教人物有王遠知、潘師正、司馬承禎、吳筠及張果等。有的道士重丹鼎，善金丹黃白朮，唐朝不少皇帝即因服金丹而喪生，搞丹鼎的道士亦往往因騙術敗露而遭貶逐。有的道士講求符籙、辟穀、導引之術，往往以這些方術受到統治者的寵遇。
佛教的政治地位雖然不如道教，但就其流傳影響及寺院的經濟實力而言，實際上都超過了道教。在武周時期佛教備受寵遇，甚至一度凌駕於道教之上。隋唐時期佛教進一步發展的基本條件是：⑴佛教的經、律、論在過去已有不少翻譯，大體完備，有了充分的資料。⑵在理論上佛教已從玄學附庸的地位走向獨立，漸漸形成了自己的體系。⑶政治需要促使佛教進一步發展，如適應門閥世族的衰落和庶族地主的興起，等級特權的削弱，各派均論證成佛的可能性，並給以肯定的結論。智顗創天宗台也是適應了統一全國的政治需要。⑷經過長期發展，佛教已漸趨中國化，得到改造，產生了各種各樣的宗派。隋唐佛教各宗的形成，是佛教高度發展和高度中國化的重要標誌之一。
南北朝時佛教已經有一些流派，隋唐時期形成了正式的宗派。當時最主要的有天台宗、法相宗、華嚴宗和禪宗，其中尤以慧能和神秀所倡導的禪宗的中國化程度最高，流行最廣。
隨著佛教的大盛，寺院經濟惡性膨脹起來，僧侶地主廣占良田，大蓄奴婢，在社會上鬧錢荒的時候，佛寺中以銅鑄像，而且為各階層逃避課役的人提供了藏身之地。這就必然觸動唐王朝的財政利益。為了解決這些問題，崇信道教的唐武宗在道士趙歸真等人的鼓動下，於會昌年間（841～846）下令打擊佛教。在這次「廢佛」中共拆除大、中寺院四千六百餘所，小廟宇（招提、蘭若）四萬餘所；勒令僧尼二十六萬餘人還俗，沒收奴婢十五萬人，均充兩稅戶；沒收膏腴上田數千萬頃（疑頃為畝之訛）。經過這次打擊，佛教與寺院經濟暫時有所削弱。
哲學思想
唐代主要的唯心主義思想家有韓愈和李翱，主要的唯物主義思想家有柳宗元和劉禹錫。
韓愈主要的哲學論著有《原道》《原性》等名篇。他尊崇儒學，反對佛、道，尤其排佛最為激烈。韓愈認為僧侶不事生產，徒費社會財富，是產生貧窮和盜賊的根源，主張僧尼還俗，焚燒佛經，廢毀寺院為民居。他曾因諫唐憲宗迎佛骨而被貶逐嶺南。在理論上，他覺得宗教宣傳無君無父，違背儒家傳統的綱常名教，因而大力提倡中國固有的政治思想仁義之道。韓愈認為儒家的道統自堯、舜傳到孔、孟，後來就中斷了，聲稱要以繼承道統為己任，恢複儒家的獨尊地位，以貶抑佛、道。不過他不是以唯物主義作批判的武器，而是以儒家的唯心主義批判佛教的唯心主義。在宇宙觀方面，韓愈認為天可以對人間進行賞罰；在人性論方面，他以儒家的倫理道德為標準，把性劃分為上、中、下三品，而且認為每個人的性是與生俱來的。這些都是唯心主義觀點。
李翱主要的哲學論著是《復性書》。他也是佛教的反對者，但同樣宣揚唯心主義思想。李翱繼承與發揮孟子的性善論，認為每一個人的本性都是符合封建道德標準的，只是由於有喜怒哀樂等情慾，性才不能得到發揚，所以情是性之累。為了排除這種干擾，就要按照儒家格物致知、制禮作樂、治國平天下等理論進行修養，這樣做就可以「復性」。這種關於人性的學說，完全是唯心主義的。
韓愈和李翱都強調儒家的倫理道德，也都是唯心主義思想家，他們的理論在唐代後期興起，是宋明理學的先聲。韓愈的客觀唯心主義思想是程、朱學派思想的萌芽，李翱的主觀唯心主義思想是陸、王學派思想的前導。
針對各種唯心主義思想，唐代先後產生了一些唯物主義思想家。唐初反對唯心主義的思想家有傅奕和呂才。傅