中古时期最落后的科学是地质学。地球是基督选定的家，同时也是地狱的外壳，而天气是上帝迅即消逝的念头。穆斯林、犹太人和基督徒都使各种矿物蒙上迷信的色彩，借宝石的魔力构成了“玉细工品”（lapidaries）。玛尔博德（Marbod）是雷恩（Rennes）的主教，用拉丁韵文写了一本通俗的《宝石书》（Liber Lapidum），描述六十种宝石玄奥的特质。这位饱学的主教说，在祈祷时手里拿着一块青玉，会得到上帝更恩宠的回应。月桂树叶包住一块猫眼石可使拿着它的人隐身而不露，一块紫晶使他免于中毒，一块钻石使他所向无敌。
对地球矿物所产生的迷信，以及热切的好奇心，驱使中古时期的人奔走于欧洲与东方，而慢慢地积累地理知识。吉拉尔德斯·康布伦西斯，即威尔士的杰拉尔德，游历过很多地方、经历过许多事情，精通多种语言而不精于本国语言。他随侍约翰亲王到爱尔兰，在那里住了两年，旅行到威尔士劝说第三次十字军东征，他写了以这两个国家为主题的四本生动的著作。这因为偏见和奇迹降低了价值，可是他对人物和地方的生动的描写，及娓娓细述那些富有个人或时代色彩的琐事，使偏见和奇迹增色不少。他确定他的作品会使他得到不朽的名声，可是他低估了时间的力量。
他是12世纪和13世纪到东方朝圣的数千人中的一个。有一些画好的地图和路线图引导着他们，地理学的发展因而受益匪浅。1107至1111年，挪威国王乔萨拉法雷（Jorsalafare）以一个十字军的身份带领六十艘船自英国、西班牙和西西里驶往巴勒斯坦。在与穆斯林多次接触战后，他率领剩余的船队到君士坦丁堡，从此由陆路经过巴尔干诸国、德国和丹麦回到挪威。这一充满冒险精神的旅行，其事迹成为斯堪的纳维亚伟大英勇的故事之一。1270年，朗扎洛尔特·玛洛塞罗（Lanzaroltte Malocello）重新发现了加拿利群岛（Canary Islands），这个群岛在古代已有所知。根据一项未经证实的传言，约1290年，邬哥里诺和瓦迪诺·维瓦尔多（Vadino Vivaldo），乘两艘帆船自热那亚出发，绕过非洲而到达印度。据称，全船水手都失踪了。一个著名的捏造的事实，是以虚构的普勒斯特·约翰（Prester John）的一封信的形式出现，约翰说及他在中亚的领土，同时勾画出东方一个怪诞的地方。除了十字军，没有几个基督徒相信对跖之地（antipodes）。圣奥古斯丁坚认那是“难以置信的，有一个民族会住在对跖之地，当面对我们的太阳下山时，那儿正是太阳升起时，同时那个地方的人脚步朝着我们的方向走”。一个名叫圣菲吉尔的爱尔兰僧侣，在约748年曾经提示过“地球下有另一个世界和别的人类”的可能性。马格努斯和培根接受这种想法，一直到麦哲伦（Magellan）环航地球一周前，这仍只是被少数人接受的一个大胆假设而已。
对欧洲人得以熟知远东，贡献最大的是两个圣方济各修会僧侣。1245年4月，肥胖的乔瓦尼·皮阿诺·卡皮尼在65岁的时候，被教皇英诺森四世派遣到哈拉和林的蒙古宫廷去。乔瓦尼和他的同伴，在旅途中受尽濒死的困苦折磨。他们旅行了15个月，每天更换四次坐骑。受到圣方济各修会不能吃肉的誓言的约束，他们几乎被饿死，因为游牧民族几乎没有其他的食物供给他们。他的任务失败了，在他回到欧洲之后，他编了一本旅行报告，这是一本地理文献的经典——清楚、客观、写实，没有一句主观的或抱怨的话。1253年，法国国王路易九世派遣鲁布鲁奎斯（Rubruquis）的威廉向中国“大可汗”（Great Khan）重申教皇联盟的建议。威廉带回一份法国降伏于蒙古政权的邀请书，同时随着远征队而带回的，是威廉对蒙古礼节和历史的精彩报告。这时，欧洲的地理学首次了解顿河和伏尔加河的来源、巴尔喀什湖（Lake Balkhash）的位置、达赖喇嘛的礼拜仪式、聂斯脱利派教徒在中国的定居，以及蒙古和鞑靼的区别。
最著名和最成功的中古时期欧洲的远东旅行家是威尼斯商人波罗（Polo）家族。安德烈亚·波罗有三个儿子——长子马可（Marco），次子尼科罗（Niccolo）及三子马菲奥（Maffeo）——他们三个大都在拜占庭从事贸易，居住在君士坦丁堡。1260年，尼科罗与马菲奥搬移到博克巴拉（Bokhara），在该地停留了三年。从此他们加入了鞑靼派驻上都（Shangtu）忽必烈（Kublai Khan）朝廷的一个特使团的行列。忽必烈派遣他们回去做驻教皇克莱门特四世的密使，他们花了3年的工夫才到达威尼斯，到达那里时克莱门特已经逝世。1271年，他们动身回中国，尼科罗带着他的儿子小马可随行，那时小马可才17岁。费时三年半才横越亚洲巴尔克、帕米尔高原，喀什、和阗、洛普·诺尔、戈壁大沙漠和唐古特。当他们到达上都的时候，小马可已经21岁了。忽必烈很喜欢他，给他重要的职位和任务，把三个人留住中国17年。然后他们扬帆归国，费时3年之久，经爪哇、苏门答腊、新加坡、斯里兰卡与波斯湾，在特拉布宗登陆，然后改乘小船到君士坦丁堡和威尼斯去。在那里，如全世界所知，没有一个人会相信“马可富翁”在这个故事里所说的“富庶的东方”。1298年，在保卫威尼斯一战中，马可被俘，在热那亚的一间监狱里被囚禁了一年。在狱中他向一位狱友口述他的故事。在那个一度不被人相信的故事里，几乎每一个提示在以后的探测里都被证实。马可提供了对横越整个亚洲的旅行的最早描述。包括欧洲人对日本的第一印象，对北京、爪哇、苏门答腊、暹罗、缅甸、斯里兰卡、桑给巴尔海岸、马达加斯加及阿比西尼亚首次美好的报道。这是东方对西方的一个启示。它有助于打开通商道路、观念和艺术的新路线，同时在塑造地理方面也有贡献，鼓舞了哥伦布向西航行到东方。
由于通商和旅行轨道的扩大，制图科学努力地朝向恢复奥古斯都时代曾达到的水准缓慢地前进。航海者准备好“贸易港口指南”——使用地图、航海图、旅行路线及各个港口的描写，在比萨人和热那亚人的掌握下，这些指南达到极高的准确度。
由于亚里士多德动物学上的论证，与西奥菲拉斯塔植物学上分类的刺激，苏醒中的西方心灵，挣扎着脱离传说和普林尼，分别发展出动物学与植物学。那时几乎每一人皆相信微生物——包括虫和苍蝇——都是自然地由尘土、黏土和腐败物产生的。“中古时代的动物寓言集”几乎代替了动物学。由于所有一切的著作都出自僧侣之手，动物界大半被认为是宗教上的名词，仅视为是陶冶人性的各种符号的储藏库；同时加添的受造之物，在取谑的念头和虔敬的需要下被捏造出来。12世纪，欧坦的洪诺留主教说：
独角兽是一种只有一只角的猛兽。为了捕捉它，田里必须放置一个处女。当独角兽接近她，就在她的膝部和大腿上休息，就这样被捉到。独角兽蕴含象征意义，兽是豫表基督；它的角豫表基督无比的能力……它被猎人捉获，那就是说，基督成为人，而被爱他的人寻见。
最科学的中古生物学的作品是腓特烈二世的《猎鹰术》（De Arte Venandi Cum Avibus）——一本关于“猎鸟艺术”的长达589页的论文。它一部分是根据希腊人和穆斯林的手稿，大部分是根据直接的观察和实验——腓特烈本人是一个养鹰专家。他对鸟类的深入描写，提供了很多开创性的贡献。他对鸟类飞行和成群移动的分析、他的人工孵卵的实验和兀鹰的管理，显示出他的科学精神在当时是无与伦比的。腓特烈在他的论文里附有数百幅鸟类图画的插图，也许出自他自己的手笔——“真实的生命到最微小的细节”的图画。他所经营的动物园，并非如多数同时代人所想，是一个怪物展览的念头，而是直接研究动物行为的实验室。他是他自己的亚里士多德。
