西周近300年，仍属于青铜时代，但冶铸青铜的作坊面积和规模比商代更大了，铜在铸鼎和铸造日用器皿方面的用量有所减少，这种有限的宝贵资源被更多地用到了武器和手工业工具的制造方面。除了各类武器制造得更加锐利之外，戈矛一体的铜战戟已得到普遍应用。商代只有铜盔，甲则仍用皮革制造；西周除了铜盔之外，还有了铜甲，而皮制的盾则成了战车上战士的重要防护武器。西周的手工业种类繁多，分工更细，一些制作中心已成了相互协作的综合性工场，号称“百工”。例如兵车的制造就由木工、金工、漆工、皮革工几个工种按序分工制成。西周手工业和技术方面的一个杰作是铜阳燧的发明和制造。这是一个凹形铜镜面，置于太阳之下能聚阳光取火。《诗经》中关于农业生活的大量咏叹表明井田上的农业已经显出繁荣景象。中小型灌溉系统建立起来了，人们按照土地的肥瘠程度实行轮作，多家的大田里长着小麦、大麦、谷、稻、豆、糜、麻，家屋周围的小田里有瓜、瓠、葵、韭，屋墙边和近田的山坡上则有桑、桃、枣、梅、杏等。对于马、牛、猪、羊，这时不但开始了良种的选配，而且还对马和猪进行阉割驯养。在夏商以来手工织机改进和养蚕业发展的基础上，天子和贵胄们能够夏着丝绸，春秋着绮，冬装裘皮。在居室方面，自夏、商以来夯土建高台、在高台上建屋宇的“王者之居”还在墙头和屋顶搁上了瓦。当然，奴隶和生活无起色的平民们依然穿着用葛藤、大麻、苎麻等植物纤维编织而成的麻布衣，住在土屋或草房之中。
尽管在原始社会和夏商时代已经积累了一些自然知识，但只有在对远古的自然崇拜和商代的神灵崇拜发生怀疑之后，人们才能以人的眼光来看待自然。西周初期以来对天命和人的关系的新看法使人们以更积极的态度来看待自然。这时医疗术已和巫术分开，医生成为专门职业。中国历史上影响深远的阴阳学说和五行（金木水火土）说在西周已成为系统化的哲学，开始反映在各种自然知识和社会知识中。按照五行说，木金火水土分别代表东西南北中五个方位，这五个方位又分别以青白红黑黄五色来表示。这构成了中国古代的宇宙颜色论。根据这个古老哲学和当时的天命思想，当时的天文学家兼卜师们写成《易经》一书，把相传为伏羲所造的八卦发展成了一套带有神秘色彩的无所不包的学说。在八卦中，一代表阳，一代表阴，一代表天（乾），一代表地（坤），一代表水（坎），一代表火（离），一代表雷（震），一代表山（艮），一代表风（巽），一代表沼泽（兑）。通过天地水火雷山风泽八种卦象搭配所得的六十四卦象征着各种自然现象和人事现象。这实际上也正是古代人试图通过阴阳和八卦的认知框架来把握复杂的自然现象和生活现象，其中浸透着古人对自然规律的直觉感悟和对生活本质的体味，是自然知识和生活智慧的一种结晶。八卦中包含着二进制数学的神秘起源，可能还开创了中国古代数学家用算筹计算的传统，它也成了民间粗俗的占卜算命活动的渊薮。当时西周的数学家们已经开始用算筹进行简单的四则运算。算筹从此成为算盘发明前中国人的基本运算工具。因为用竹棒计算，故“算”字为“竹”头。此外，大量生物学、物候学和气象学知识也反映在农业和社会生活的文献记载中，其中《诗经》中对草、木、虫、鱼、鸟、兽的分类从现代的观点看来也有合理的地方。古人在这方面的认识顺序也反映在汉字的偏旁部首和结构中。
西周时的国家学校已办得相当出色。“大学在郊，天子曰辟雍，诸侯曰泮宫。”（《礼记·王制》）学校中所设的六门课程是礼（政治）、乐（音乐）、射（射箭）、御（驾驭战车的技术）、书写、算术。在音乐方面，当时人们已经认识了十二律和七声音阶。这十二律是：黄钟、大吕、太簇、夹钟、姑洗、仲吕、蕤宾、林钟、夷则、南吕、无射、应钟，七声音阶是宫、商、角、徵、羽五声和变徵、变宫。在数学方面，战国时代由后人整理成书的《周髀算经》便是周时宫廷学校的教本。这本书以周公和商高的对话形式写成，它已经对几何学中的勾股定理作了清楚的阐述。这是大量天文计算的结果。《周髀算经》提出了中国最古老的宇宙结构学说——盖天说。根据盖天说，“方属地，圆属天，天圆地方”，“天圆如张盖，地方如棋局”。这是周人对主宰万物的天的结构的直观感觉，在这里，天命论的学说不但没有妨碍反而激励着人们对天的认识。
然而，英明的武王和周公在进行分封建国的革命时没有料到由此会产生两个同这场革命的目的完全相反的社会历史后果，这就是：
第一，在帝被天取代、天又被人怀疑的情况下，周初在征服大势下确立的社会等级名分制度——周礼，慢慢动摇了。随着时间的推移和社会生产的发展，受封诸侯王公的地位在代代世袭过程中越来越巩固，最后导致了政治上、经济上和军事上的分立。没有任何一种内部或外部的力量能把这个分散的诸侯国群体从政治上密切地结合为一体。利益摩擦导致了诸侯国之间、诸侯和周天子之间的冲突和争夺。最初由周天子下放给王公的政治单位在社会生活进步的过程中演化成了一个个独立自主的政治、经济和军事上独立的单元。王朝初建时潜在的政治对立面变成了王朝后期不能控制的现实对立力量。这样，分封建国这块周初的建国砖石便转变成了周末时王朝的墓石。
第二，建立在以奴隶劳动为补充的等级制基础上的周王朝无法保证自己的后代始终能以谨慎的态度和强有力的措施来统治天下，并在变化了的社会条件下采取新的“顺天应人”的变政来维持天子的威权。相反，高高在上的天子后代们在特权地位中逐步丧失了明德慎罚的能力。公元前841年（中国历史上确切纪年开始于这一年），由于周厉王贪财暴虐，专山泽之利而不让平民谋利，再加上灾荒的发生，国人暴动后流放了天子，王朝实行了13年共和政治，在进行了一些改革后略为稳定下来。不久，西周最后的周幽王据传为了博取美丽的褒姒一笑，在没有敌情的时候点燃了报警的烽火台，失信诸侯。公元前771年，西方戎人的一个部落攻杀周幽王于骊山烽火台之下。接着平王即位，京城从陕西关中的丰迁到河南西部的洛邑。这时，周王已基本上失却了对诸侯国王公的政治管理权，而成为一个只有天子之名的小王国的主人。中国历史上全木木面的大变革时代——春秋战国时代（前771～前256）从此拉开了序幕。
铁器时代的技术革命
春秋时代，铁作为一种革命的角色进入了社会生活。从技术上讲，铜冶铸技术已经相当成熟，只需把炉温提高一些就可以炼造出铁，而这只要把木柴换成木炭就可以了。在矿藏方面，铁的分布比铜更为广泛和丰富。用铁器可提高手工业制作和农耕的效率，可用更坚硬锋利的武器更新军队的装备，器利则兵强将勇。
春秋时代（前770～前475）大多数国家都已经有了小中型的冶铁工场，东方的齐国、北方的晋国和中山国、中原的郑国等略为走在前面。楚国可能也不落后。到了战国（前475—前221）中期，冶铁业已在广大地区普遍建立，成为最重要的手工业部门之一。齐国临淄的冶铁遗址面积达40余万平方米，三晋之一的赵国一个遗址出土的铁农具占全部农具的65％，偏远的东北方的燕国一个遗址出土的铁农具甚至占全部农具的85％。战国时石器已退出了历史舞台。齐国的程郑、魏国的孔、赵国的卓等几个姓氏都是当时冶铁致富的大铁商。《管子》中有所谓“万乘之国有万金之贾，千乘之国有千金之贾”的说法。可见铁器时代到来之后财富已不完全积于天子王侯之家了。当然，王侯仍然是社会财富增加的主要受益者，春秋时代最早开始大规模炼铁的齐国最先得到了霸主的地位，继之而起的是在公元前513年最先铸造过铁质刑鼎的晋国，当了第二位霸主。
铁的开发利用促进了手工业的全面繁荣发展。铜铁的冶炼、铸造、锻打的工艺得到了改进。春秋时的铸剑工艺达到了炉火纯青的地步。当时越国的铸剑大师欧冶子曾为越王勾践铸了湛卢、巨阙、胜邪、鱼肠、纯钧五把宝剑，又受风胡子之请和吴国的剑匠干将为楚昭王铸了龙渊、泰阿、工布三把宝剑。另外，干将还为吴王铸了名叫干将、莫邪的二把宝剑。中国后世一直把泰阿和干将作为宝剑的代称。春秋以前的铸造工艺都用泥范（模），战国时已有了用白口铁做成的铁范。新的铁工具锯、凿、斧和犁锄等农具制造出来了，车辆和其他木加工及戈矛刀戟剑和弓箭等兵器的工艺更为精良。铜的生产和加工在春秋战国时依然很重要，它除了铸造传统的工具、器皿和武器外，还被用来铸钱币。这是商业繁荣的结果。玉的开采加工也有了发展，春秋时楚人卞和所得的和氏璧便是一块传世的宝玉。到战国末时，中国古代的手工织具已发展成为手工织机，麻布和丝绸的织作效率一直在提高。布的染色、皮毛加工、城市和宫室的规划设计等方面的工艺都有了重大的改进。手工业内部的分工不但相当专业化，而且一国内的技术工艺基本上已趋向规范化，并引入了新的科学原理。《考工记》在叙述以上各类技术的设计制作工艺的同时运用了大量初等数学和力学知识，对马车前进时马停下之后车的惯性前行都有记述。其中《考工记·弓人》中关于弹性弓弦“量其力，有三均”的分析，可能是指加物一石张一尺，二石张二尺，三石张三尺，这实际上是发现了弹性定律。另外，在《考工记》所述的鼓、锣、钟的制作方面，还有许多声学方面的知识。由于西周初期就形成了对十二律的认识，春秋时的乐律学家们已经开始用“三分损益法”来确定律管的长度和音律高低之间的比例关系。《管子》和《吕氏春秋》中都记述了这个方法。1978年在湖北隋县出土的公元前433年的曾侯乙墓中，一个完整的铜铸编钟群构成了一个十二个半音组成的敲击乐系统。这是当时人们音律知识和乐器制造技术的一个直接物证。在同一个墓中出土的盛酒器皿——盘尊，可能是世界上最华美的铜铸件之一。
春秋战国时期手工业技术的发展奠定了古代手工业技术传统的基础，成为后来一系列伟大发明的源头。中国古代各行的手工工匠一直把春秋战国之际鲁国的名匠公输般（鲁般或鲁班）奉为祖师。史载鲁班曾造过木人和能飞升的木鸢，改进了锯的齿形，创造了刨和钻，他南行时为楚惠王造了攻城的云梯和舟战用的钩拒。当时鲁国的大科学家墨翟（墨子）也到楚国去，造了防守用的战具，劝阻楚王和鲁班放弃对宋国的进攻。和鲁班一样，墨翟也造过一个能飞的木鸢，但他却竭力反对把技术应用到战争方面。这个时代的各种名匠可以车载斗量，鲁班和墨翟都是其中技艺超群的大师。
铜斧、木犁、石刀已趋于过时，奴隶的双手和旧的耕作方法已不能满足天子管不到的诸侯王公们尽快富强起来的需要。铁犁被铸造出来充当大量新垦荒地野田的开拓者。这时，过去主要用于食肉、祭祀或拉车之用的牛的作用也发生了变化。尽管商周时代已有人用牛耕地了，但大量奴隶的存在使贵族有比牛更容易驾驭的劳动力。春秋战国时贵族们让牛来拉犁，让奴隶们来扶犁，这样就可以耕种更多的土地了。所以，牛开始成为奴隶的替身和农人的大伙计——农业中最繁重的劳动的承担者。牛从肉食品和牺牲品变成了吃大苦的生产伙伴，并且由于它拖动了铁犁而促进了农业奴隶的解放，从此牛在中国农民心中开始获得崇高的地位。从技术史的角度看，耕牛取代农业奴隶是一次农耕技术革命（下一次农耕技术革命直到20世纪70年代才发生，这就是中国农村开始用拖拉机来代替牛耕地了）。
铁犁和牛不但扩大了耕作面积，还将耕地的深度加深。精细的整地，复种轮作，锄草施肥，合理密植，在不同的土质上种不同的作物，掌握气候和把握灌溉时机——这一切从春秋战国时便成为中国农业耕作的主要方式。中国古代的自然经济以农业为最主要的生产部门。战国时期秦国宰相吕不韦的门客们编写的百科全书《吕氏春秋》中“上农”、“任地”、“辩土”、“审时”四篇，反映了中国古代农业的这一传统，它是以后农书的参照本。战国时发达的农业产生了大量的农书，其中有后来散缺不全的《神农》20篇、《野老》17篇。
