Петр I был первым царем России, спонсировавшим светское образование. Были открыты различные светские школы, куда принимали детей солдат, чиновников и церковников. Активно пропагандировался перевод книг с западноевропейских языков, русским разрешалось и даже поощрялось выезжать за границу для получения образования. Русский алфавит был модернизирован, был введен юлианский календарь и в 1703 году была учреждена первая Российская газета «Ведомости». Также в 1724 году была учреждена Российская академия наук, в состав которой сегодня входят около 500 учреждений и 55 тысяч научных исследователей.

До Петра I Российская армия опиралась на ополчение знати и стрельцов — элитный русский военный корпус. Стрельцы были вовлечены в несколько восстаний против Петра, из-за которых он распустил группу и включил ее членов в регулярную армию. Петр реорганизовал русскую армию по западным стандартам. В то время как он отбирал своих офицеров из дворянства, он также вербовал крестьян и горожан в другие ряды. Офицеры должны были сделать своих людей опытными в бою. Вооружение разработано по самым современным стандартам российскими специалистами. Петр также уделял большое внимание военно-морскому флоту: за время его правления было построено 52 линкора, сотни галер и других судов, что привело к созданию мощного русского Балтийского флота.

Наука в петровское время прежде всего развивалась нуждами практики. Истощение пушных богатств освоенной в XVII в. части Сибири  заставило русских людей искать новые земли, новые пушные и рыбные запасы. Одновременно велись и поиски новых путей в далекие восточные страны. Так, уже с XVII в. российские землепроходцы подбирались к Камчатке. . В 1716г. на Камчатку была предпринята первая морская экспедиция. В 1711 г . были разведаны Курилы и составлен чертеж всей Курильской гряды. В 1711 г . у чукчей Анадыри были получены первые сведения о земле за проливом (первые сведения об Америке). В 1719г. экспедиции И. Евреинова и Ф. Лужина поручили узнать, «сошлися ли Америка с Азией». В 1714 г . была начата подготовка экспедиции А. Бековича-Черкасского в Хиву и Бухару для поиска путей в Индию. В 1725 г . — Гурьев доставил материалы о Хиве, Бухаре и старом русле Аму-Дарьи. В 1722—1724 гг. Иван Унковский с казаками описал земли по р. Или и оз. Иссык-Куль. Начато было изучение земель возле р. Терек и т.п.

Итогом многих экспедиций было составление географических карт (например, «Большой чертеж» Сибири С. Ремизова). В 20-е годы шла огромная работа по подготовке «Атласа Всероссийской империи» И.К. Кирилова. Соймонов и Верден составили карту Каспийского моря и т.д.

Небывалого размаха в петровский период достигли геологические разыскания. За 1700—1711 гг. в Европейской России было открыто 121 рудное месторождение. Среди них много месторождений железа, меди, серебра, угля, серы, нефти и т.п.

Большие успехи были в развитии практической механики. Это оригинальный оружейный завод по проекту М.В. Сидорова, машина Якова Батищева по обработке ружейных стволов и машины для ковки ствольных досок. Это изобретение выдающимся русским механиком Андреем Нартовым токарных, токарно-копировальных, зуборезных и винторезных станков, а также создание самоходного суппорта.