Промышленное развитие страны привело к заметным подвижкам в области науки и техники.

Поднялись на высокую ступень развития математические науки: П.Л. Чебышев сделал открытия в математическом анализе, теории вероятностей, теории чисел; получили признание труды С.В. Ковалевской в области математического анализа, астрономии и механики.

Крупные открытия были сделаны в области физики: А.Г. Столетов исследовал фотоэффект, фотоэлектрические явления, что позволило создать первые электронные приборы; П.Н. Яблочков разработал и создал «свечу», которая применялась для освещения улиц, а А.Н. Лодыгин создал совершенную лампу накаливания. (В Москве впервые появилось электрическое освещение в 1883 г. Вблизи Кремля зажглись первые 22 электрических дуговых фонаря.)

Выдающимся изобретением стал беспроволочный телеграф – радио. Но это изобретение А.С. Попова никто не удосужился закрепить за автором и изобретателем радио считают итальянца Г. Маркони.

Наибольшего прогресса достигла химия. Д.И. Менделеев, Н.Н. Зинин, Н.Н. Бекетов, А.М. Бутлеров сделали открытия, поразившие мир. Менделеев открыл периодическую систему элементов, которая, по его словам и общему признанию, дала «возможность предугадать свойства неизвестных еще элементов». Он считал работу, труд «наслаждением, полнотой жизни».

Было положено начало русской физиологической школе. И.М. Сеченов выявил рефлексы головного мозга, И.И. Мечников создал современную бактериологию. Это и другие открытия Мечникова были отмечены уже в начале XX в. Нобелевской премией.

Ряд авиационных военных и гражданских учебных заведений России и сегодня по праву носят имена изобретателя моноплана А.Ф. Можайского, «отца русской авиации» и Н.Е. Жуковского, сформулировавшего первые законы динамики полета корабля.

В области отечественного лесоведения, мелиорации и т.п. заметного прогресса достиг В.В. Докучаев. Он стал основоположником почвоведения как самостоятельной науки.

Достойное место в науке заняли географические открытия и исследования. П.П. Семенов-Тян-Шанский исследовал Алтай, озеро Иссык-Куль, горы Тянь-Шань. Под его руководством были созданы научные труды «Географо-статистический словарь Российской империи» в 5 т., «Живописная Россия» в 12 т. и др.

Н.М. Пржевальский изучал Монголию и Китай. Только в Центральной Азии он прошел до 30 тыс. верст. Путешественник обнаружил два неизвестных вида животных – тибетского медведя и лошадь, названную позже его именем. Бесценны географические карты районов его путешествия. Пржевальский умер во время экспедиции на 49-м году жизни.

Знаменитым путешественником, добывшем ценные материалы по географии, этнографии и антропологии народов, с которыми он общался (только среди папуасов он прожил полтора года), стал Н.Н. Миклухо-Маклай. Канарские острова и Марокко, Египет и Саудовская Аравия, Йемен и Новая Гвинея – везде ученый изучал природу и быт местных жителей. Путешественник отвергал деление человеческих рас на «высшие» и «низшие», аргументировано доказывал их родство.

Вторая половина XIX в. стала временем расцвета исторической науки. Из трех патриархов отечественной истории (первым по праву считается Н.М. Карамзин) в эти годы создали свои основные труды С.М. Соловьев и В.О. Ключевский. Соловьев являлся представителем государственного направления в развитии истории. Его главный труд – «История России с древнейших времен» в 12 т. Он не пошел вослед Карамзину, считавшему творцами истории царей. Соловьев полагал, что процесс государственного строительства носит объективный характер, он независим от волеизъявлений личностей.

В.О. Ключевский, ученик Соловьева, создал «Курс русской истории». Его теоретические построения опирались на три фактора: «человеческая личность, людское общество и природа страны». Ключевский был блестящим оратором, его лекции перед студентами нередко завершались аплодисментами.

Значительный вклад в историческую науку внесли также Б.Н. Чичерин, Н.И. Костомаров, Т.Н. Грановский и др.

По словам крупного ученого В. Вернадского, «со второй половины XIX в., особенно в последней его четверти, кривая роста научного творчества в России резко поднялась вверх».

В первой половине XIX в. в столицах имелось пять казенных театров (Мариинский, Александринский, Михайловский в Петербурге, Большой и Малый в Москве); частные театры не разрешались; со сцен не сходили французские и итальянские представления и т.д.

В пореформенной России отношения к театральному делу коренным образом изменилось. Из домашних спектаклей выросли частные театры, которые положили конец монополии казенных театров. В 1860-е годы их уже насчитывалось более 100 провинциальных театров. Заметно меняется театральный репертуар. Уменьшается количество иностранных представлений, сцены все чаще отводятся русским спектаклям.

Развитию русской драматургии на сцене способствовали талантливые отечественные писатели, первое место среди которых по праву принадлежало А.Н. Островскому. Он специально для сцены написал 47 пьес и 7 пьес в соавторстве. Его творения сближали театр с реальной жизнью. Пьесы «Не в свои сани – не садись», «В чужом пиру похмелье», «Бедность – не порок» и др. наполняют репертуар наших театров и в XXI в. Именно благодаря Островскому в театральном искусстве зазвучали гордые слова: «Русский национальный театр».

Кроме Островского ставились произведения А.В. Сухово-Кобылина, М.Е. Салтыкова-Щедрина, А.К. Толстого, А.П. Чехова, Л.Н. Толстого.

С расширением сети театров ширился круг национальных актеров. В пьесах Островского блистали П.М. Садовский и Г.Н. Федотова. Кумиром сцены становится М.Н. Ермолова, успешно служившая театру с конца XIX в. до 1930-х годов «Мария Николаевна – это целая эпоха для русского театра», – охарактеризовал Ермолову К.С. Станиславский.

Величайшим успехом пользовались М.Г. Савина (спектакли «Дворянское гнездо», «Провинциалка» и др.), П.А. Стрепетова (лучшие сценические роли – Катерина в «Грозе» Островского, Лизавета в «Горькой судьбе» А.Ф. Писемского) и др.

Русский народ всегда был одним из наиболее музыкальных народов Европы. Но многовековые гонения на музыку со стороны Церкви, затем чрезмерное увлечение элитных кругов итальянской, французской, немецкой и прочей «импортной» музыкой привели к длительному застою в музыкальном искусстве России. Однако народные песни давали композиторам простор для творчества. Этим песням, самобытным, мечтательным, разнообразным по ритму, и обязана новая русская музыка.

Творческий тон в музыкальном искусстве второй половины XIX в. задавала «Могучая кучка», в состав которой вошли композиторы А.П. Бородин, Ц.А. Кюи, М.А. Балакирев, М.П. Мусоргский, Н.А. Римский-Корсаков. Признанным лидером был Балакирев.