在伊斯兰生活活泼生动的几个世纪里，穆斯林致力于对智慧的追求。历代哈里发都了解阿拉伯在科学与哲学方面的落后及希腊文化在叙利亚的进步。倭马亚王朝的统治者聪明地将在亚历山大、贝鲁特、安条克、哈兰、尼西比斯和琼德·伊·沙普尔（Jund-i-Shapur）等地的大学的水平，赶上基督教、赛伯伊或波斯的大学。在那些地方，仍保存了希腊的古典科学与哲学，多数是叙利亚的译著。穆斯林对学习叙利亚或希腊学术成果有极大的兴趣，而且很快就有了这方面的翻译著作（由景教徒或犹太人译成了阿拉伯文）。倭马亚王朝和阿巴斯王朝的王公们经常鼓励引入外来的学术成果。阿尔—曼苏尔、阿尔—马蒙及穆尔瓦基勒等哈里发都派遣使者到君士坦丁堡和其他希腊城市——有时候甚至到他们传统的敌人希腊国王处——去搜求希腊书籍，特别是数学和医药方面的著作。在这种情形下，欧几里得的《几何原理》传入了伊斯兰国家。830年，阿尔—马蒙哈里发耗资20万第纳尔在巴格达建立了一座“智慧之宫”（House of Wisdom）作为科学院、天文台和公共图书馆。他还延揽了一批翻译人才，由国库支付他们的薪水。伊本·哈尔敦认为这个机构的工作使伊斯兰教王国在许多方面受到极大的影响——商业的扩展和希腊的再发现——结果是科学、文学与艺术大放异彩——类似意大利的文艺复兴。
从750年到900年，叙利亚文、希腊文、伊朗地方的巴列维语和印度梵文著作的翻译工作仍在进行。“智慧之宫”的首席翻译家，是景教医生侯奈因·伊本·伊萨克（Hunain Ibn Ishaq）。根据自己的计划，他将古希腊名医盖仑与盖仑学派39篇叙利亚文论文译成阿拉伯文。由于他的翻译，盖仑的一些重要著作避免了散佚的命运。不但如此，侯奈因还翻译了亚里士多德的《范畴篇》（Categories）、《物理学》（physics），柏拉图的《理想国》（Republic）、《蒂迈欧篇》（Timaeus）和《法律篇》（Laws），希腊名医希波克拉底的《格言》（Aphorisms），希腊医生狄奥科赖德（Dioscorides）的《药材》（Materia Medica），托勒密的《四重》（Quadripartitum），以及希腊文《旧约》。阿尔—马蒙付给他的报酬，是和他译出书籍同样重量的黄金，几乎使国库无力负担。穆尔瓦基勒聘他担任御医，但他在死刑的威胁下，仍拒绝调配毒药给敌人吃，以致被监禁了一年。他的儿子伊萨克·伊本·侯奈因曾协助他的翻译工作，并且自己将亚里士多德的《形而上学》（Mataphysics）、《论灵魂》（On the Soul）、《论动物的发生与败坏》（On the Generation and Corruption of Animals），及阿佛洛狄西亚（Aphrodisias）的亚历山大对亚里士多德作品的评论等著作译为阿拉伯文，这对伊斯兰教哲学产生了很大的影响。
约850年，大多数的希腊古典书籍，如数学、天文学和医学都翻译出来了。阿拉伯文的说明，使托勒密的天文学作品《天论》（Almagest）享有盛名；佩加（Perga）的几何学家阿波罗尼乌斯的《圆锥曲线论》第5至7卷、亚历山大科学家赫洛（Hero）的《机械论》（Mechanics）及拜占庭哲学家斐洛（Philo）的《气体论》（Pneumatics）等，都只有阿拉伯文译本流传下来。很奇怪的是，穆斯林如此沉湎于诗歌和历史，却忽略了希腊的诗、戏剧和史料编纂法。在这方面，穆斯林接受了波斯而非希腊的领导。柏拉图至亚里士多德，主要是以新柏拉图学派的译介被引入到伊斯兰国家：柏拉图经由哲学家波菲利的介绍，亚里士多德经由5世纪或6世纪据称是新柏拉图学派所著的《亚里士多德的神学》（Theology of Aristotle）而传入伊斯兰国家，此书虽然未能把握亚里士多德神学的精髓，但经译成阿拉伯文后，却被当作亚里士多德真正的作品。柏拉图和亚里士多德的著作差不多完全翻译出来了，虽然有很多错误。因为伊斯兰教学者想以《古兰经》调和希腊哲学，所以他们很快就采用了新柏拉图主义。真正的亚里士多德的学说传到伊斯兰国家的，只有他的逻辑学与科学。
科学和哲学不断从埃及、印度、巴比伦，经由希腊和拜占庭向东传到西班牙，然后再传到北欧和美洲，这是在杂乱不堪的历史脉络中最明显的一支。希腊科学虽然因长时期的蒙昧以及政府的无道和贫困而陷于暗淡，但当穆斯林进入叙利亚时，叙利亚仍然保存着希腊文化。这时，幼发拉底河上游肯内斯雷（Kennesre）的教长塞维鲁·塞波克特（Severus Sebokht）正在撰写希腊文的天文学论文，并使印度以外的国家首次了解了印度数字（662年）。阿拉伯人的科学绝大部分继承自希腊人，印度的影响应列为第二。773年，在阿尔—曼苏尔的命令下，翻译了公元前425年印度的天文学论文，可能是这些译本从印度将阿拉伯数字和零传到了伊斯兰国家。813年，阿尔—花拉子密（Al-Khwarizmi）在他的天文表中采用了印度数字；约825年，他发表了《论印度数字》（Algoritmi De Numero Indorum）；同时algorithm或algorism指任何肇基于十进制的算术法。976年，穆罕默德·伊本艾哈迈德（Muhammad Ibn Ahmad）在他的《科学之钥》（Keys of the Sciences）中指出，在计算时，如果十位数没有数字时，可以用一个小圈圈“来保持它的序列”。穆斯林称这个小圈为sifr，即空无之意，也就是英文的零（cipher）；以后拉丁学者又将sifr写作zephyrum，意大利人又将其缩写成为zero。
3世纪希腊数学家丢番图（Diophantes）的代数学，因阿拉伯人的深入研究而确立了在这一领域的地位。中世纪最伟大的数学家为穆罕默德·伊本·穆萨（Muhammad Ibn Musa），由于他出生于里海东岸的花剌子模，人们称他为阿尔花剌子模。他对五种科学都有很大的贡献：印度数字的著作；天文表的编纂（为西班牙的穆斯林所修正，几个世纪以来为中外天文学家们树立了标准）；制作已知的最早三角表；与六十九位学者合作绘制地理百科全书；在他的《积分法与方程式的计算》（Calculation of Integration and Equation）中，提出了解析几何的二次方程式解法。他的这些著作，现已无阿拉伯文本流传，12世纪时由希腊人译出后，一直到16世纪，都是欧洲大学的主要教材，而且代数这个名词也随之被传到西方。塔比特·伊本·库拉（Thabit Ibn Qurra）除完成了许多重要的翻译，在天文学和医药学方面享有盛誉外，还成了最伟大的穆斯林几何学家。艾卜·艾卜杜拉·巴塔尼，即欧洲人熟知的阿尔巴特格努斯（Albategnus），他在三角学方面的成就，远超过前人希巴克斯（Hipparchus）和托勒密。他所制定的三角函数（trigonometrical ratios），就是我们今天所使用的。
阿尔—马蒙哈里发做过天文学家的助手，担任观察和记录的工作，以证实托勒密的发现，并研究太阳上的黑子。他们确定地球是圆的，从两个地点（帕拉米亚和辛雅尔平原）以太阳的位置来测量地球的度数，得出的结果是56 英里，只比我们今天计算出的结果多0.5英里。根据他们的测量，他们估计出地球的圆周大约是两万英里。这些天文学家完全是根据科学原则工作的，凡是未经测量或试验印证的一律不予采信。他们中的艾卜—法尔加尼（Abu’l-Farghani）在860年写作的天文学教材，在欧洲和西亚保持权威达700年之久。比他名声更大的阿尔—巴塔尼，连续41年进行天文观测，得出的结果非常准确：他得出的天文系数与现在算出的大致相同——每年的岁差是54.5秒，黄道的倾斜是23度55分。在巴格达早期统治者白益王朝的资助下，艾卜—瓦法（Abu’l-Wafa）比丹麦天文学家杜科·布拉赫（Tycho Brahe）早600年发现第三个月球轨道改变（Lunar Variation）。昂贵的仪器被提供给穆斯林天文学家使用：不仅有希腊人了解的观象仪和浑天仪，还有半径30英尺的象限仪，和半径80英尺的六分仪。经过穆斯林改良的观象仪，于10世纪传到欧洲，直到17世纪，一直被航海家广泛使用。阿拉伯人以一种审美的热情来设计和制造仪器，它们不仅是科学仪器，也是艺术作品。
比绘测天文表更重要的工作，是绘制地图，因为穆斯林是以耕作和贸易为生的。一名叫苏莱曼·阿尔—塔吉尔（Suleiman al-Tajir）的商人，约840年携带他的货物到达远东。一位不知道名字的作家在851年写出了这位商人途中见闻，比马可·波罗的《马可·波罗游记》早425年。在同一世纪中，伊本·霍尔达德贝赫（Ibn Khordadhbeh）又写下了关于印度、斯里兰卡、东印度群岛和中国的文章，而且很明显都是采自直接观察的资料。此外，伊本·霍卡尔还对印度和非洲有过描述。艾哈迈德·雅库比在891年写了《列国志》（Book of the Countries），对伊斯兰国家各省市和许多国度都有翔实的记述。穆罕默德·穆盖达西游历了信奉伊斯兰教的所有地区（除了西班牙），在充分掌握各种资料之后，在985年写了《大伊斯兰帝国纪》（Description of the Moslem Empire）——这是阿尔·比鲁尼《印度》（India）一书问世之前，最伟大的阿拉伯地理书。
阿尔·比鲁尼是伊斯兰世界最伟大的学者。他是哲学家、历史学家、旅行家、地理学家、语言学家、数学家、天文学家、诗人和物理学家——在这些领域内从事重要和独创的工作——他至少是伊斯兰教的莱布尼茨，甚至是达·芬奇。和阿尔瓜利密一样，他出生在现在的希瓦（Khiva）附近，在中世纪科学的巅峰时代，他是里海地区的领袖。花剌子模和塔巴里斯坦的王公们赞赏他的才能，并在宫廷中给了他一个职位。当吉兹尼的马哈茂德听到花剌子模的诗人和哲学家的事迹之后，要求王公将阿尔·比鲁尼和伊本·西那等学者送到吉兹尼；花剌子模的王公觉得非同意不可。1018年，阿尔·比鲁尼前往吉兹尼，受到极大的尊敬，并与印度人民一起热心地从事研究。或许是在马哈茂德的协助下，他到达了印度，在那边住了好几年，学会了这个国家的语言并且熟悉它全部的古迹。回到马哈茂德的宫中之后，他成了这位王公最信任的人。一位旅行家从亚洲的北方来，向这位王公介绍说有一个地方，太阳几个月都不落下去。这对国王是一种欺骗，于是国王想把他监禁起来。阿尔·比鲁尼对这一现象进行解释，而国王觉得很满意，才使这位旅行家免除了牢狱之灾。马哈茂德的儿子马苏德是一位业余科学家，经常向阿尔·比鲁尼馈赠礼物和金钱，但凡是超过阿尔·比鲁尼所需的，都被退回。
他的第一部主要著作（约1000年）是一篇专论《往时遗迹》（Athar-ul-Baqiya）——讨论波斯人、叙利亚人、希腊人、犹太人、基督徒、赛伯伊人、祆教徒和阿拉伯人的历法与宗教庆典。这是一部不寻常而且没有偏见的著作，绝对没有宗教的好恶。以一名穆斯林而言，阿尔·比鲁尼倾向于什叶派，稍微有点不可知论的倾向。但是他还是保留了相当程度的波斯的爱国主义，并谴责了阿拉伯人摧毁高度文明的萨珊的政权。在其他方面，他是一位客观的学者，辛勤地研究，彻底考察传说和经典（包括四福音书），准确而谨慎地写作著作，经常承认自己的无知，并有永不懈怠探求真理的精神。在《往时遗迹》的序文中，他像几百年后的弗朗西斯·培根一样写道：“我们一定要将所有能蒙蔽人们的因素去除——旧有的习俗、派系的偏见、个人的敌对或喜怒，以及支配的欲望——以达到真理。”当他的热情征服印度时，阿尔·比鲁尼花费了好几年的时间研究印度的民族、语言、信仰、文化和阶级。1030年，他出版了巨著《印度历史》（History of India）。在文章的开头，他分析了道听途说和客观的报道，指出各色各样的历史的“骗子”。他对印度的政治史下工夫不多，用42章的篇幅讨论印度天文学，11章来讨论印度的宗教，他极为欣赏《薄伽梵歌》（Bhagavad Gita）。他看出了印度吠陀哲学、什叶派、新毕达哥拉斯学派和新柏拉图学派神秘主义的相似之处，对印度思想家与希腊哲学家的同样文摘加以比较，他表示了对希腊的偏好。他写道：“印度没有产生苏格拉底，没有逻辑方法将幻想驱除于科学外。”不过他还是把一些梵文的科学著作译成了阿拉伯文，像是要补偿什么似的，又把欧几里得的《几何原理》和托勒密的《天论》译成了梵文。
他几乎对一切科学都有兴趣。他对中世纪的印度数字非常重视。他著有关于观象仪、平面天体图和浑天仪的论文，还制定了天文表。他认为地球是圆的，指出“一切有趣的事情都集中到地球”，并且谈及天文资料可以假定地球每天以其轴为圆心自转和每年绕太阳运行一周来解释，就像它相反的假定一样。他推测印度河流域以前是海底。他还有许多关于宝石鉴定的著作，根据自然、商业和医学的观点，对很多石类和金属作出说明。他确定了18种贵重宝石的比重，并发现了“物体的比重相当于它的排水量”的原理。他还发明了一种计算方法，不必费力地加算，就能计算出数字不断倍增的结果，如同印度故事中的象棋方格与谷粒。他对几何学的贡献是许多定理的解法，有些后来就以他的名字命名。他编纂了一部天文学百科全书，一部地理学论文，及一卷天文学、占星学和数学概要。他根据容器静水学的交流原则，说明泉水和自流井的作用原理。他写有马哈茂德时代、苏布克提金（Subuktigin）时代和花剌子模地区的历史。东方的历史学家称他为“舍赫”（Sheik），意思是“他们所知的最伟大的人”。与他同时代，著作颇丰的学者有伊本·西那、伊本·阿尔—海泽姆（Ibn al-Haitham）和斐尔杜西等人，在10世纪与11世纪之交，他们共同成就了伊斯兰教文化的最顶峰和中世纪思想的最高潮。
化学成为一门科学，大多要归功于穆斯林。因为在这方面，希腊人（据我们所知）限于工业上的经验和一些含混的假设，而阿拉伯人介绍确实的观察，控制的实验和小心的记录。他们发明蒸馏器并为之命名，对无数物质做过化学分析，整理各种宝石，分辨碱和酸，调查它们的化学亲和力，研究并制造了百种以上的药物。酒精是阿拉伯文，但非阿拉伯的产物。9世纪或10世纪，意大利作品中首次提及酒精。对穆斯林来说，妆粉（al-kohl）是画眉用的一种细粉。由于上千种偶然的发现，炼金术（穆斯林学自埃及）对化学的贡献颇大，这种方法是中世纪最科学的工作。事实上，所有的穆斯林科学家都认为，一切金属追根究底都是相同的，因此可以将一种金属变为另外一种。炼金术的目的，是将基本金属，如铁、铜、铅或锡变为金或银。点金石（Philosopher’s stone）是一种物质——曾经寻求，但从未发现——经过适当的处理，它就成为贵重金属。血液、毛发、排泄物和其他的物质加以各种不同的试剂，并使之接受煅烧、升华、日光与火，看它们是否具有这个神奇的本质。拥有炼金药液，就可以延长寿命。炼金术方面最著名的人物是查比尔·伊本·赫扬（Jabir Ibn Hayyanl），也就是欧洲熟知的盖比尔（Gebir）。其父为库法的一名药剂师，他则悬壶济世，大部分的时间都花在蒸馏器和熔炉上。10世纪，有100多部或更多的著作被认为是他的匿名之作，其中许多作者不详的著作还被译成了拉丁文，强烈刺激了欧洲化学的发展。如同其他科学一样，化学在10世纪后将地位让给了神秘学（occultism），几乎有300年的时间没有抬头。
这段时期穆斯林遗留下来的生物学著作很少。艾卜·哈里发·阿尔—迪纳维里（Abu Hanifa al-Dinawari）根据希腊医生狄奥科赖德的学说写了《植物学》（Book of Plants），但是增加了很多医用植物。伊斯兰教国家的植物学家知道如何以嫁接法培育新的水果，他们将玫瑰移接在杏树上，培育稀有美艳的花朵。奥斯曼·阿米尔·阿尔—贾希兹（Othman Amr al-Jahiz）提出了与阿尔马苏地相似的进化论：生命是“从矿物进到植物，从植物到动物，从动物到人”。神学诗人贾拉拉·阿德·丁（Jalal ud-Din）接受了这个理论，并进行演绎，即如果过去有这种进化的成就，那么人类在下一个阶段将变成天使，最后成为神。
