19世纪以前，德国一直是一个相对落后的封建国家。它长期处于四分五裂的状态，境内有数百个相对独立的小邦，普鲁士和奥地利是其中比较大的邦国。这种封建割据大大制约了德国经济、文化的繁荣和发展。近代史上，德意志民族也不乏杰出的科学家，像开普勒、莱布尼茨就是德国人，但这些杰出人物未能改变德国因社会历史原因所带来的总体上的科学落后局面。莱布尼茨亲手创办的柏林科学院，因未受到普鲁士国王腓特烈一世的重视几成虚设。
1740年，腓特烈一世的儿子腓特烈二世继位。这位新君王实行“开明专制”的政策，重视发展商品经济，保护科学文化事业。他从法国及欧洲各地重金聘请了一大批著名的科学家，像法国的莫培督、拉格朗日以及瑞士数学家欧拉均被请到柏林科学院任职。这些举措使科学院充满了活力。
18世纪后期，一批新的大学在德国境内诞生了，如柏林大学（1809）、波恩大学（1818）。它们像当时一切新兴的学校一样，直接面向科学技术，为工业发展培养科技人才。
德国科学的大发展是从化学开始的。1824年，著名化学家李比希从巴黎学成回国，担任吉森大学化学教授。这位有机化学之父在吉森大学创立了一套新的化学教学方法。首先，他建立了一个专供学生使用的实验室，让学生们自己在实验室里动手解决教授所提出的问题，这打破了学生们在教授的实验室里打下手、当门徒的传统。这种先进的教学方法吸引了大批的青年学生来到吉森，聚集在李比希身边，使吉森成了当时欧洲的化学研究中心。李比希的学生们很快分散到德国各地，在各大学和新兴的化工企业担任职务，使德国的化学和化工首先走在世界的前列。
1834年，德意志各邦建立了以普鲁士为首的关税同盟，使德国第一次有了自己统一的市场。这为德国经济的发展创造了优越的条件。1871年，德国在政治上完成了统一，建立了德意志帝国。政治经济上的这些变化，为德国科学事业的大发展开辟了道路。19世纪下半叶，在理论和应用科学两方面，德国突飞猛进，相继超过了法国和英国。在生物学领域，施旺、施莱登和微耳和建立了细胞理论，耐格里、魏斯曼建立了细胞遗传学；在物理学领域，欧姆、楞次、赫尔姆霍茨是电磁理论的创始者；在化学领域，继李比希之后出现了本生、霍夫曼、凯库勒、拜尔、费舍尔等化学大师。据科学史家统计，从1851年到1900年的50年间，理论科学和技术科学上的重大成果数目，英国占106项，法国占65项，美国占33项，而德国占202项，表明德国已明显居于领先地位。
德国后来居上，不仅用极短的时间完成了第一次以蒸汽动力为标志的技术革命，而且率先发起了以电力技术和内燃机技术为标志的第二次技术革命。第二次技术革命进一步解放了生产力，使世界科学技术进入了一个新的发展时期。德国雄厚的科技实力以及在各门科学上的领先地位，一直持续到20世纪前半期，直到两次世界大战严重削弱了德国的科技实力，德国才将冠军宝座让位于美国。
