《天工開物》是一部綜合性的技術著作，它詳細介紹了各類農作物和手工業原料的種類、產地、生產技術和工藝裝備，以及一些生產組織經驗。在書中，上卷詳細記載了谷物豆麻的栽培和加工方法，液亂蠶絲棉苧的紡織和染色技術，以及制鹽、制糖工藝。中卷則涵蓋了磚瓦、陶瓷的制作，車船的建造，金屬的鑄鍛，煤炭、石灰、硫磺、白礬的開采和燒制，以及榨油、造紙方法等。下卷則記述了金屬礦物的開采和冶煉，兵器的制造，顏料、酒曲的生產，以及珠玉的采集加工等。《天工開物》在中國古代物理知識的傳播方面也起到了重要作用。書中體現了諸多物理知識，如在提水工具（筒車、水灘、風車）、船舵、灌鋼、泥型鑄釜、失蠟鑄造、排除煤礦瓦斯方法、鹽井中的吸鹵器（唧筒）、熔融、提取法等中都有許多力學、熱學等物理知識的應用。特別是在《五金》篇中，明確指出鋅是一種新金屬，并且首次記載了它的冶煉方法。《天工開物》的內容在17世紀開始逐漸傳入日本，對日本的實學派學者產生了影響。例如，實學派學者佐藤信淵就依據宋應星的天工開物思想提出了富國濟民的“開物之學”。