在科学技术发展史上，20世纪的科学技术占有十分重要的地位。这一时期科学技术本身发生了一系列广泛而深刻的革命性变革。20世纪初，以相对论和
量子力学为代表的物理学革命，促成了整个人类科学观念的根本性变化，带动了化学、生物学、天文学、地学等学科的发展。科学理论上的重大突破又带来一系列技术革命。20世纪四五十年代开始的以原子能技术、航天技术和
电子计算机为主要标志的第三次技术革命，使人类逐步从工业文明进入科学技术文明的新时代。新技术革命促进了社会政治、经济结构的变革，孕育了新的思维方式和新的世界观，使人类社会向更高境界发展。历史证明，科学技术是第一生产力，是推动现代社会进步的决定性力量。
物理学革命20世纪的科学技术是近代科学技术的继承和发展，其间的所有重大发明都不是以经验为基础，而是由科学理论上的重大突破而引起的。20世纪初，在物理学领域掀起了一场伟大的革命，取得了一系列辉煌成果，爱因斯坦的相对论和普朗克的量子论则是这场革命中最伟大的理论成果。
爱因斯坦的相对论揭示了空间和时间的辩证关系，从根本上改变了人们对时空概念的理论认识，加深了人们对物质和运动的理解。
阿尔伯特·爱因斯坦（1879—1955年）是德国著名数学家、物理学家、诺贝尔奖获得者，出生于德国的一个犹太人家庭。1905年，发表了题为
《论动体的电动力学》的论文，提出了“狭义相对论”。其核心是论证了空间和时间的统一性，从而确定了崭新的、相对概念的时空观。牛顿力学只能解释低速运动状态下的物质，而爱因斯坦的相对论既能解释低速运动状态下的物质，也能解释在光速或接近光速运动状态下的物质。相对论精确地揭示了空间和时间本质上的统一性，以及空间、时间与物体运动之间的联系。他还根据狭义相对论原理推导出能量与质量转换关系的公式，即能量等于质量和光速平方的乘积（E=me2）。1915年，他又提出了“广义相对论”，揭示了四维时空同物质的统一关系，指出空间、时间不可能离开物质而独立存在，空间结构和性质取决于物质的分布。广义相对论实质上是一种引力理论，它在更深一层意义上否定了牛顿的时空观。
普朗克的量子论指出，物体在发射辐射和吸收辐射时，能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单位是“量子”，物体能量的辐射和吸收都是量子化的。在普朗克之后，经过许多科学家的共同努力，到1925年左右量子力学最终建立。量子力学的建立大大促进了原子物理、固体物理、原子核物理等学科的发展，标志着人类在认识自然的过程中实现了由客观世界向微观世界的飞跃。
马克思·普朗克（1858—1947年）是德国物理学家。1900年末，普朗克在德国物理学会上宣读了题为《关于正常光谱能量分布定律的理论》的论文，标志着量子论的诞生。1905年，爱因斯坦发展了普朗克的能量量子化的概念，提出了光的量子概念，揭示了光的波动性和粒子性的辩证关系。在他们的基础上，经过
奥地利物理学家薛定谔、德国物理学家海森堡、
丹麦物理学家玻尔、英国物理学家狄拉克等人的努力，量子力学最终建立。
相对论和量子力学的确立是物理学革命的高潮，以物理学革命为先导，带动了化学、生物学。天文学、地学等学科的理论也都发生了革命性的突破，这为20世纪中后期第三次科技革命的兴起奠定了理论基础。
第三次技术革命的新浪潮从20世纪四五十年代开始的新技术革命，以原子能技术、航天技术、电子计算机的应用为代表胚包括人工合成材料、分子生物学和遗传工程等高新技术。这次技术革命被称为“第三次技术革命”。第三次技术革命内容之丰富、影响之深远，都远远超过前两次技术革命。
物理学革命的迅速发展，特别是原子物理、核物理取得的突破性成果为人类发展原子能技术创造了有利条件。
第二次世界大战期间，美国实施了制造
原子武器的“曼哈顿工程”，并于1945年7月16日爆炸了第一颗
原子弹，标志着人类利用原子能时代的开始。过去，人类只是直接或间接使用天然能源，而原子能是人工能源，是原子核发生裂变时释放出来的能量，它比化学能大几百万倍，具有许多优越性，是人类在能源利用方面的一次革命。
二战后，美苏大力发展
核武器，展开校竞争，相继研制出
氢弹、中子弹等核武器，核战争阴云始终笼罩着世界。因此，和平利用原子能更为人们所关注。从五十年代开始一些国家建立了实验性核电站，六十年代进入实用阶段，但发展较慢，七十年代中期以后，进入飞速发展时期。目前，核能作为一种强大的新能源，在世界能源中的地位和作用不断增长。
据日本原子能产业会议提供的资料（新华社2000年6月3日电），到1998年底，全世界共有核电站422座（其中，美国104座，法国55座，日本52座，德国19座，
俄国26座，英国35座）；总装机容量35849万千瓦（其中，美国10162万，法国5979万，日本4508万，德国2221万，俄国2126万，英国1417万），在建核电站46座，总装机容量3807万千瓦。
核电站在正常运转时相当安全，但万一出现事故，危害极其严重。1986年4月26日苏联切尔诺贝利核电站第4号机组爆炸，造成了严重的核污染。至1992年，有7000多人死于这次事故的核污染。
原子能除和平利用于核电站外，现已渗透到工业、农业、科学、医学等各个领域。
航天技术是一项研究和实现如何进入太空和利用太空的综合技术，是现代科学技术高度发展的体现。1957年10月，苏联把第一颗人造地球卫星送上太空，开创了人类向空间进军的新时期。1969年7月美国飞船“阿波罗11号”首次把人安全送上
月球，宇航员尼尔·阿姆斯特朗和奥尔德林在月球上首次留下了人类的脚印。1997年7月美国发射的“火星探路者”宇宙飞船在火星表面成功着陆，并向地球发回了大量照片和数据，为在21世纪实施的载人火星探测计划奠定了基础。20世纪末由美国牵头，汇聚16国联合科技力量建造的国际空间站也已初具规模。目前，航天技术已广泛应用于军事。经济、科学研究的许多方面，对科学技术、国民经济和社会发展将产生巨大影响。第二次世界大战期间，由于军事上的需要，美国人在机械的电磁计算工具的技术基础上，于1946年制造了第一台电子计算机。1952年
匈牙利裔美国人冯·诺伊曼为美国
国际商业机器公司（IBM）研制成“离散变量自动电子计算机”，以后电子计算机逐步投入市场，进入了生产建设、交通运输、医学卫生、科研。社会、家庭等各个领域，对人们的生产和生活产生了重大影响。
电子计算机从诞生到现在已发展到第五代，它的体积越来越小，而功效越来越大。一般的电子计算机，每秒可进行10万次运算，速度高的可达十几亿次，几十亿次，甚至几百亿次运算。1997年5月，美国研制的“深蓝”计算机战胜了国际象棋大师卡斯帕罗夫，标志着计算机向智能化方向发展取得了重大成果。
电子计算机的发展历程第一代电子管计算机1946～1958第二代晶体管计算机1958～1964第三代集成电路计算机1964～1972第四代大规模集成电路计算机始于70年代初第五代超大规模集成电路计算机（智能计算机）始于80年代初电子计算机是现代信息技术的核心，它的迅速发展和广泛应用，使信息技术发生了质的飞跃，促成了信息与物质、能量共同构成现代社会的三大资源。
激光是一种具有特殊性能的光源，亮度胜过太阳光200亿倍，单色性、方向性强，聚能性能出色。1960年美国物理学家梅曼制成了第一台激光器——红宝石固体激光器，并迅速应用于工农业生产，进行激光加工、激光育种、激光杀虫、激光医疗、激光测量、激光全息照像和激光通讯等，应用范围十分广泛。新科技革命还造成了材料业的巨大变革，具有优异特征、特殊功能的新型合成材料层出不穷，其中合成化学材料、半导体材料、超导材料等发展迅速，塑料、合成橡胶、合成纤维等合成化学材料产量猛增。目前人们正在研制超高温、超高压、超高强度、高温信息传输、高温超导等特殊性能材料，这些材料可望在21世纪投放市场。
生物工程技术包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程四个部分，基因工程是其中的核心技术。1953年美国的沃森和英国的克里克发现了DNA的双螺旋结构模型，标志着分子生物学的诞生。分子生物学通过对生物体的主要物质，如蛋白质。核酸等生物大分子的结构和功能规律的研究，来探讨生命现象及其本质。六十年代，科学家将构成DNA的64个遗传密码的含义全部破译，编制了遗传密码表，敲开了生命科学的大门，带动了生物工程技术的快速发展，带来了巨大的社会和经济效益。目前生物工程技术的发展方兴未艾。1997年2月，英国《自然》杂志报道了英国科学家维尔穆特博士首次运用克隆技术培育出绵羊“多莉”。许多科学家认为克隆技术是生物工程技术发展史上的一个里程碑，并预言2l世纪将是生物世纪，生物技术有可能成为下次技术革命的核心技术。
第三次技术革命的影响科学技术是人类认识自然和改造自然的强大武器，在历史上始终是一种起推动作用的进步革命力量。第三次技术革命的迅猛发展推动了社会生产力的发展。以往，人们主要是依靠提高劳动强度来提高劳动生产率。在新科技革命的条件下，主要通过生产技术的不断进步、劳动者素质和技能的不断提高。劳动手段的不断改进，来提高劳动生产率。这次科技革命还促进了社会经济结构和社会生活结构的变化，造成第一产业、第二产业在国民经济中的比重下降，而第三产业的比重上升，并使人类的衣、食、住、行、用等日常生活的各个方面都发生了深刻变化。
第三次技术革命加快了国际经济格局的调整和经济全球一体化的进程，科学技术的竞争在国际经济竞争中的地位更加重要。当今世界，科学技术的高低从根本上决定了一个国家的经济实力和国力水平。