中国古代在
战争中使用火器的最早记载，出现在唐朝末年。在当时的
历史著作之中，有在
战争中使用火药箭，或用抛石机投掷火药包，发射燃烧性兵器的记载。根据史籍记载，宋神宗年间，在边防军中已大量配备火器。
早期的火器威力有限，尚不具备在战场上取代冷兵器的实力。但经过两宋和辽金等朝的不断改进，在
南宋和金国并立时期，已出现了震天雷、飞火枪、突火枪等较为复杂的火器。到元、明之际，又出现用铜或铁铸造的实战管状火器──火铳。
南宋初年，
军事学家陈规发明了一种管形火器——火枪。火枪的结构在现在看起来实在是太简单了，将火药装进长竹竿，作战时由两人操作，点火后发射。但其意义十分重大，因为人们可以较准确地掌握和控制火药的起爆时间。这在人类使用火药的历史上，是一个巨大的飞跃。
在古代希腊的古籍中，曾经出现过使用硫、松炭、沥青和麻屑制造成所谓“海火”(亦称“希腊火”)的记录。后来，拜占庭帝国和阿拉伯人也都曾在军事行动中出现过纵火作战的记录。虽然欧洲人曾经发明和改进过“希腊火”，但威力远远无法与中国火药相比。宋元时，来华的阿拉伯水手在中国人节庆之时释放的焰火和中国船舶装备的火器中，最早接触到了火药。公元1161年，宋金采石之战中，南宋军队使用“霹雳炮”对蒙古军作战时，也有阿拉伯水手在现场目睹。
公元1234年蒙古灭金之后，将在开封等地虏获的工匠、作坊和火器全部掠走，还把金军中的火药工匠和火器手编入了蒙古军队。次年，蒙古大军发动了第二次西征，新编入蒙军的火器部队也随军远征。1236年秋，蒙古大军攻至伏尔加河沿岸，在这里击溃钦察部后，进入俄罗斯腹地。在随后的几年中，装备火器的蒙古大军横扫东欧平原。1241年4月9日，蒙古大军与3万波兰人和日尔曼人的联军在东欧华尔斯塔德大平原上展开了激战。根据波兰历史学家德鲁果斯《波兰史》一书的记述，蒙古大军在这场会战中使用了威力强大的火器。波兰火药史学家盖斯勒躲在战场附近的一座修道院内，偷偷描绘了蒙古士兵使用的火箭样式。根据盖斯勒的描绘，蒙古人从一种木筒中成束地发射火箭。因为在木筒上绘有龙头，因此被波兰人称作“中国喷火龙”。
蒙古大军席卷东欧大地，让阿拉伯人也感受到了火药的巨大威力。由于担心会成为蒙古军队的下一个进攻目标，阿拉伯人迫切希望获得火药的情报，以提升阿拉伯军队的战斗力。但阿拉伯人缺乏制造火药最为关键的硝石(阿拉伯人称为“中国雪”)的提炼技术。于是，善于航海的阿拉伯人通过与东南亚各国贸易，间接从中国进口了大量硝石。但蒙古人没有给阿拉伯人足够的时间利用这些硝石。1258年2月15日，在唐朝名将郭子仪后裔郭侃率领的手持火器的蒙古大军进攻下，阿巴斯王朝的都城巴格达终于陷落。蒙古人灭亡阿拉伯帝国后，建立起了伊利汗国。这里迅速成为了火药等中国科学技术知识向西方传播的重要枢纽。而配备火药武器的蒙古军队在欧洲的长期驻扎，给欧洲人偷窥火药技术提供了机会。
由于
元朝政府不禁止火器出口，蒙古军队还在阿拉伯人和欧洲人中招募士兵，因此，欧洲人有了足够的机会掌握火药制造技术。希腊人马克在研究中国火器的基础上写了《焚敌火攻书》，记述了35个火攻方。该书在1804年由法国人杜泰尔奉拿破仑的皇命译为法文，随后又被译为德文和英文。
意大利是获得中国火药知识较早的国家之一，欧洲人话语中的“火箭”一词就首先出现在意大利语中。1379年—1380年间，意大利两大强国威尼斯和热那亚为争夺海上贸易垄断权发生战争，双方在这场战役中都使用了火器，这是欧洲人制造使用火器的最早记录。火器在传到欧洲以后得到了革命性的发展，最终成为了欧洲人征服世界的利器。
大约在公元3世纪前后，中国人发现了磁石能够吸铁的特性，同时还发现了磁石的指向性，并依此特性制造了“司南”。最迟在公元9世纪，指南针已应用于古代中国的陆上测量，还被阴阳家广泛用来看风水。官府在丈量田地和判决土地诉讼时，也经常使用指南针。
大约在10世纪的
北宋时期，中国人已将指南针用于海上导航。这对于海上交通的发展，中外经济
文化交流，起了极大作用。在
北宋人朱彧1119年成书的《萍洲可谈》中，有这样一段文字：“甲令海舶，大者数百人，小者百余人……舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针”。一些外国学者在翻译这段文字时，误将其中的“甲令”(南宋政府的命令)一词翻译成了往来海上的阿拉伯船长的名字，因此就一错再错，得出了最早装备指南针的不是中国海船，而是阿拉伯海船的错误结论。实际上，中世纪时阿拉伯人海船船体狭小，根本无法容纳百余人。当时往来南中国海、印度洋和波斯湾之间的商船，能够容纳上百人的只有中国海船，连阿拉伯商人也经常搭乘中国海船。
宋代与阿拉伯的海上贸易十分频繁，中国开往阿拉伯的大型船队有指南针导航，阿拉伯人是很容易从中国商船上学到指南针的用法的。
虽然古代希腊、罗马的学者们很早就已知道了磁石能够吸铁的特性，但长时间不知道磁石的指向性。而当欧洲人最终了解并掌握这一自然现象时，已落后于中国人一千多年了。而以磁石制造罗盘指引航海，落后于中国300余年，用人造磁石导航晚于中国人100余年。值得注意的是，欧洲人在早期使用的航海罗盘，是与中国人同样的水罗盘，而且制作方法也与中国水罗盘几乎完全相同。这一系列的趋同现象，只能以技术传播来解释。
在13世纪前半叶之前，欧洲人还停留在对中国宋代指南针的仿制阶段。此时的欧洲人无论是在理论还是在实践方面，都没有什么太大的建树，没有超过中国宋代的罗盘应用水平。
13世纪后半期，通过法国实验物理学家皮埃尔的研究，欧洲的指南针开始了本土化的进程。随着中国旱罗盘传入欧洲，法国人又将旱罗盘改进，将其装入有玻璃罩的容器中，成为便携仪器。后来，这种携带方便的指南针被欧洲各国的水手广为应用。
没有指南针之前，航海只能使用观星的方法推算大概方位。指南针出现后，海员们不仅可以确定方位，有时甚至能推算出两地间的里程。从此，各国的远洋船队依据海图和罗盘所记载、测算出来的航线、航向和里程，安全地行走于茫茫海天之间。
指南针在航海上应用，使得哥伦布发现美洲新大陆的航行和麦哲伦的环球航行成为了可能。这大大加速了世界经济发展的进程，为资本主义的发展提供了必不可少的前提。
由于
宋朝与辽、金战争不断，影响到了朝鲜与中国的朝贡贸易，加之日本藤原氏幕府的闭关锁国政策，导致中国的指南针和火药传入这两个近邻国家的时间大大落后于欧洲，这与造纸和印刷术的发展形成了鲜明的对比。直到公元15世纪前后，罗盘才作为看风水的工具，在朝鲜广泛使用。而指南针传入日本，则是公元17世纪的事情了。