從秦統一六國開始，經過漢、三國、晉、南北朝、隋、唐，到五代約1200年間，古代中國有合有分，時戰時和，封建制度日趨完善。隨著鑄鐵和耕作技術的不斷進步，古代物理學也有較為全面的發展。集中表現為：一、製造了不少大型的複雜的機械，如指南車、記里鼓車、水運渾儀等；二、發明了許多小型器具，如被中香爐(即常平支架)、透光鏡等；三、這個時期雖然沒有一本如同《墨經》、《考工記》那樣較為集中地記述物理學知識的專著，但在許多歷史典籍中，如劉安(公元前179—前122年)的《淮南萬畢術》、《淮南子》，劉歆(公元？—23年)的《西京雜記》(一說晉代葛洪撰)，王充(公元27—約97年)的《論衡》，張華(公元232—300年)的《博物志》，南北朝成書的《關尹子》，段成式(公元803—863年)的《酉陽雜俎》，譚峭(活躍於10世紀上半葉)的《化書》等等，零散地記載了大量的物理學經驗或思辨性理論，涉及了熱、力、聲、光、電和磁等方面的內容。
值得一提的是，在這個時期還出現了一些有關器物的專門圖書。如敘述弓弩製造和彈道問題的《望遠連弩射器法》；祖沖之的兒子祖暅〔geng更〕(約公元5—6世紀初)撰《稱物重率術》、《權衡經》，它們闡述了密度、重心和平衡等有關力學問題；北齊信都芳撰《器准》，「聚渾天、欹器、地動、銅鳥、漏刻、候風諸巧事，並圖畫為器准」(《北齊書·信都芳傳》)，這可能是我國歷史上第一部科學儀器圖著。可惜這些涉及機械製造和力學原理的書籍都已失傳了。