中国历朝皇帝，倘论科学素养，清代的康熙拔头筹或许是当之无愧的。《清史稿·艺术传》记载：“圣祖天纵神明，多能艺事，贯通中、西历算之学，一时鸿硕，蔚成专家，国史跻之儒林之列。”他在天文、历法、数学、测绘、音乐等方面都有相当的造诣，令人叹为观止。

康熙执政时期，西方器物纷纷传入中国，成了皇室和贵族中的时髦，一度出现西学初行、西艺陡兴的局面。康熙涉足西学、西艺，学得专心致志，有模有样。当时大多数国人连地球的概念都茫然不知，甚或视西学、西艺为“奇技淫巧”而不屑，康熙却在紫禁城的深宫里玩对数器、开平方根，现在数学中使用的解方程术语“元”“次”“根（解）”都是康熙学习过程中创造而沿用的。

西学东渐，西方传教士既带来了天主教义，也带来了天文学、测量学、几何学、水利学等等。由传教士历时近十载而绘制的一幅全国地图，康熙帝命名为《皇舆全图》。作为对传教士工作的嘉奖，康熙帝颁布对天主教的解禁令，鼓励更多的传教士来华。南怀仁于康熙十二年（1673）上书罗马教廷，请求速遣传教士来华：“凡是擅长于天文、光学、力学等物质科学的耶稣会士，中国无不欢迎，康熙皇帝所给予的优厚待遇，是诸侯们也得不到的”。

康熙晚年曾进行了一次全国范围的地图测绘。从康熙四十七年（1708）始，以测绘“长城图”启端，10年工夫完成了全国的经纬度测量，共测得各省经纬度641个。这次所采用的“太阳午正高弧定纬度法”等测绘方法不止是中国首创，在世界大地三角测量史上也是没有先例的。

康熙帝诚邀知书达理的传教士上课，给自己传授西学、西艺，如师从法国传教士白晋学习欧几里得几何学。传教士洪若翰在给友人写信时，提及自己给康熙上课的情景：上完课走后，“皇帝也不空闲，复习刚听的课。他重看那些图解，还叫来几个皇子，自己给他们讲解。如果对学的东西还有不清楚的地方，他就不肯罢休，直到搞懂为止。”不仅注重书本知识，而且注重实践，这是康熙帝取法西学的重要路径。他在宫中设立了实验室，试制药品，学会了种痘，还在中南海丰泽园内试种杂交水稻。为了解人体解剖学的知识，他还亲自解剖了一只冬眠的熊。

康熙六十年（1721）完成百卷《律历渊源》的编纂（刊行于雍正元年（1723）），其中包括《历象考成》《律吕正义》《数理精蕴》三个部分，是当时世界上最先进的天文历法、音律学和数学等学科知识的集大成者。诚如德国著名思想家莱布尼茨所评价：“我认为，康熙帝一个人比他所有的臣僚都更具远见卓识……他以其广博的知识和先见之明远远地超过所有汉人和满人，仿佛在埃及金字塔上又添加了一层欧洲的塔楼。”

当然，康熙帝容纳传教士引入的西学，纯粹是一种恩典，一种优遇，“节取其技能，而禁传其学术”乃是康熙对待西学、西艺的根本态度。因此，康熙时代所产生的不少科技成果，虎头蛇尾，日趋失落。如他指派南怀仁督造的神威战炮，在平三藩时发挥了神威，之后便弃之如敝屣；机关枪的先驱“连珠铳”经由火器专家戴梓发明，只是用了一时便束之高阁。清朝不是没有优良武器，而是有了不能继续充分利用，使得武器制造技术停滞不前，最终抵抗不了洋人的坚船利炮。适如邵力子所说：“对于西洋传来的学问，康熙帝似乎只想利用，只知欣赏，而没有注意造就人才，更没有注意改变风气；梁任公曾批评康熙帝，‘就算他不是有心窒塞民智，也不能不算他失策’。据我看，这‘窒塞民智’的罪名，康熙帝是无法逃避的。”