比之军事和民政方面的成就，大明王朝在科技方面的进步更令朱厚熜欣喜若狂。
这几年里，明朝成立了兵工总署，开办了怀柔铁厂，在山西、山东各地开办了多处煤矿，并通过制造神龙炮和火枪，培养和锻炼出了一大批科技人员和熟练工人，尤其是其中的佼佼者如军器局的胡渭奇等人，科学知识已经超过了最早仿制改进佛郎机炮的何儒，几乎能和朱厚熜这个工科学士进行学术层面的平等交流。于是，朱厚熜就开始疯狂剽窃后世几百年无数科学家、发明家的伟大成果，甚至有时候只是小小的一点提示，就能使得大明朝的科学技术水平猛地蹿上一个新台阶，用“日新月异”来形容一点都不过分。肩负着武器研发、制造任务的兵工总署近年来取得了一系列重大突破，并在军工转民用方面取得了显著成效，已俨然成为引领全国科技进步的主力军，成为军事需求刺激科技发展的一大典范！
比如说，朱厚熜根据诺贝尔的方法，将硝化甘油和硅藻土按3：1的比例混合在一起，就得到了他原来的那个时空人人都知道的黄色安全炸药。这种黄色安全炸药自然也是按那个时空的作法，用金属管装雷酸汞制成雷管来引爆。后来他更进一步先用硝化纤维制成胶棉，再把它与硝化甘油混合起来，制成了胶质炸药。这种炸药不仅比硝化甘油炸药具有更大的爆炸力，而且具有更安全、不溶于水、容易加工成各种形状等优点。诺贝尔当年走到这一步用了15年时间，死了包括自己弟弟在内的5名助手，却在一眨眼的功夫就被那位来自二十一世纪的工科学士剽窃了——这当然不是他一个人的功劳，还多亏了中国几千年来无数民间化学家孜孜以求长生不老，虽说没有炼出什么长生不老的灵丹妙药，制造炸药所需的那些原材料几乎一样都不缺，随便捣鼓捣鼓就能派上新的用场。
之所以从嘉靖二十三年将七成半的硝石、一成的硫磺和一成五的木炭这一黑火药的配方赐给兵工总署，用于制造神龙炮的炮弹和震天雷，一直到嘉靖二十六年，用了整整三年时间才推出新式炸药，那也是因为朱厚熜一来看不懂炼丹秘方上面那些名字很生僻的化学原料到底是什么玩意儿；二来他更担心安全问题，考虑到黑火药已基本能满足神龙炮和手榴弹的需要，就对是否使用新式配方一直犹豫不决。
话又说回来了，这三年时间他也没有白等：兵工总署军器局培养出了一大批有制造火药经验的工人，这些人常年跟爆炸物打交道，最是小心谨慎，进了厂区连大气都不敢出，再经过了一番更加严格的培训，都能胜任制造新式炸药的工作。有了这一基础，朱厚熜才敢放心地把新式炸药和雷管的制法赐给了兵工总署军器局。兵工总署军器局试验之后大为震惊，不但将炮弹、手榴弹的装药完全改成了新式配方，还广泛应用于采矿、筑路和水利工程。
朱厚熜还不满足这些成就，更得陇望蜀地想把威力更大更安全的TNT也操练出来，只是因为他还没有想好三硝基甲苯的量产方法，才避免了这一杀人利器提前几个世纪降临人间。
在火器制造方面，被士兵们习惯称为“震天雷”的手榴弹就不用说了——有了雷汞和雷管，手榴弹的延时性就有了保证，安全性能自然得到了很大的提高。兵工总署经过测试，回奏皇上说，兵士扔出手榴弹之后，呼吸两次才会爆炸。朱厚熜在心里默算一下，他们说的意思是手榴弹大概有五到七秒种的延时，由于火药威力还是不及现代，兵士只要能在这段时间把手榴弹扔出五丈开外，基本上能确保不伤及自身，一个普通兵士只要经过基本训练就能做到这一点，从此手榴弹就成为明军的制式装备，而不再是经过专门训练的掷弹兵或神机营兵士的特种装备。
在北京保卫战中初次登场就大显神威的御制神龙炮也不用说了，经过了北京保卫战和平定江南叛乱两场大战的实战检验，兵工总署的制炮技术已经炉火纯青，不但象当初明军仿制的佛朗机火炮一样，都采用了后装滑膛加农炮的设计思想，采用定装弹药，具有射速快、散热快、子炮的容量确定、炮膛的寿命增长等四大优点，在炮尾设有转向用的舵杆，炮管上装有准星和照门；而且克服了佛郎机大炮炮膛与炮弹无法紧密契合，造成火药气体泄漏而影响射程的缺点。
当初的神龙炮还是点火发射，点燃药室引信发射子铳，如今有了雷管，火帽也就不在话下，火帽、火药和弹头装在一起就成了炮弹，神龙炮就改进成了拉绳式的撞针发射，不但克服了大风大雨天气对使用大炮的限制；各种不同用途的炮弹，如霰弹、开花弹等等也就应运而生。
不过，专门用来轰击密集敌群的开花弹可不是朱厚熜的发明。跟宋朝就有了类似于手榴弹的“震天雷”一样，明朝原本就已经有了开花弹，在球状的弹体表面有一突出台体，高约两分，直径约寸许，台面中间有一直径约一分半到两分的圆型小孔，在小孔里插上药捻，药捻里采用缓燃火药来引爆弹体。这样的药捻其实也就是现代炮弹引信的始祖。如今他所要做的，不过是把现代炮弹引信提前从它的母体中脱胎演变过来而已。
有了手榴弹和开花弹的先例，在剽窃后人的同时，朱厚熜也不敢菲薄前人。比如说，明军仿制的佛郎机火炮，从千余斤的多用途重型火炮“无敌大将军”到百余斤的“大佛郎机”，再到几十斤重、可驮在马上点火放射的“小佛郎机”，乃至士卒手中只有几斤重、配九个子铳的“万胜佛郎机铳”，各种规格齐全，既可用于要塞守备，又可用于野战御敌，还能装载在战舰之上用于水战。这种设计思想也被他完全继承了过来，责令兵工总署根据火炮的用途不同和射程远近，统一了炮制，形成了各种口径、各种规格齐全的一个火炮系列，特别是“万胜佛郎机铳”，几乎原封不动地被他照搬照抄，禁军精锐骑兵配备了这种火器，冲锋的时候轮番齐射，简直就是战场上的轻装甲师，威力绝对不同凡响。
此外，由于有了威力巨大的新式炸药和安全的雷管，使大量开采矿石成为可能，黏土和石灰石的混合物——简易混凝土自然也就应运而生。虽说这种水泥的标号不高，总也聊胜于无：修筑河堤可能会搞成豆腐渣工程，但在没有重型车辆的明朝，修个路大概问题不大。于是，朱厚熜一边责令兵工总署抓紧试验各种配方，进一步提高炸药效能；一边派出兵工总署军器局的试验员和禁军神机营的爆破手分赴工部下属的各处矿山，使用炸药帮助开矿，大量生产水泥用于筑路，无论工程进度还是工程质量都提高了很多，赢得了工部官员的一片赞扬之声，成为军工转民用的一个典范。
跟他以前推行所有的改革举措一样，由于受到时代局限和固有的思想观念的束缚，一个新生事物从无到有，到最后被大家所接受，往往都要经过很漫长甚至很痛苦的一段历程。比如说兵工总署研制出了混凝土之后，被广泛应用到交通建设上，京师也试着铺了一条水泥路。这么好的一件事情却引起了好多清流官员和士子的非议——就因为水泥路面比以前的黄土路面硬，什么硌脚、费鞋、伤马蹄等等这样那样的奇谈怪论就都出来了，气得朱厚熜差点下令把路面拆了，爱走黄泥路让他们走去。后来他想了一个损招，挑了一个下大雨的天，让工部官员带着意见最大的那几十个士林清流走了两段路，一段水泥路，一段黄土路，走完以后让他们看自己踩得满脚是泥的官靴，那些人这才不再大放厥词了。
说真的，水泥路那么多的好处，却只能挑这最不起眼的一点来说服别人，连朱厚熜自己都不好意思。
在单兵枪械方面，有明朝综合国力做后盾，并且初步建成了比较现代化的军工体系，朱厚熜已经看不上明军原来的三眼火铳那样的单兵火器，开始设想着制造半自动步枪。跟炮弹的原理一样，把火帽、火药和弹头装在一起就成了子弹，为后装填步枪的制造提供了必不可少的条件。嘉靖二十六年六月，根据皇上赐下的图谱，第一支后装填的步枪已经在兵工总署军器局的实验车间里悄然问世，正在做进一步的测试和论证。
设计这支步枪，朱厚熜借鉴或直接说是剽窃了“汉阳造”的设计思想，只是把三八大盖那一尺多长的刺刀加装在了枪身上，增强了单兵的肉搏能力。虽说碍于水平，他也只能操练出这种最简单的枪型，连又笨又重的“三八大盖”都不如，但它毕竟利用了枪械几百年发展的先进技术，尤其是引进了后世来复枪的膛线原理，在枪膛之中刻上了膛线，使发射出去的子弹能以旋转方式向前运动，弹道比较稳定，射程远，命中率也高，比明军目前的制式装备火枪先进了一大截。朱厚熜看过之后十分满意，密令兵工总署抓紧试验，一俟定型之后立刻量产，并取自己的年号，提前将其定名为“27式半自动”，以此激励并督促兵工总署年内就拿出成品装备部队。
但是，奉旨前来回话的兵工总署署长王瞻却很为难地回奏皇上，他们恐怕要有负圣心厚望了。
朱厚熜的眼睛立刻就瞪了起来。
幸好王瞻早料到皇上会有这样的反应，带了朱厚熜最欣赏的技术人才、兵工总署技术总监兼军器局郎中胡渭奇一同见驾。一见皇上要发作，他忙说：“皇上恕罪，微臣笨嘴笨舌，一时也说不清楚，更恐玷污圣听。请皇上恩准由我衙门技术总监胡大人明白回奏。”
胡渭奇到底是个技术人员，也不顾皇上的脸色有多难看，一五一十说了起来——