墨子不仅是战国时期著名的思想家，而且也是著名的科学家。墨子的科学成就主要有：一、逻辑学：墨子提出“以实举名”、“以辞抒意”、“以说出故”，对相关的概念、判断、推理等逻辑问题作出研究。同时他又提出“三表法”，作为最终判别是非的标准。二、自然科学：他的著作涉及几何学、光学、力学等领域，远远超过了先秦其他各家。

墨子把“辩乎言谈”当成人才的标准，还专设“谈辩”一科教育弟子，所以墨家也是“名辩”思潮中重要的一家。墨家的逻辑学著作主要包括在《经》上、下，《经说》上、下，《大取》、《小取》六篇中，被后人统称为《墨辩》。墨家认为，要在辩论中取得胜利，首先要“以名举实”，即是说所运用的名词概念必须正确地反映客观的事物。概念正确与否，要看它是否准确反映了事物的真实面貌，否则就是“过名”。概念的进一步发展是判断，墨家称为“以辞抒意”。“辞”即是判断，“以辞抒意”是要求语言清楚正确地表明判断的内容。墨家研究了多种形式的判断，如“尽，莫不然也”，是全称判断；“或也者，不尽也”，是选言判断；“假也者，今不然也”，是假言判断；“必，不已也”，是必然判断。墨家学者对判断的研究，使思维进一步深化。“以说出故”是把判断联系起来，形成了推理。推理的方法是：“夫辞（判断）以故生，以理长，以类行”。其中，“故”是推理的前提，“理”是推理的规则，“类”是推理的基础，按此推理，才能达到预期的目的，也就是说作出判断时，要有一定的推理规则和理据。墨家对逻辑的研究，促进了中国古代逻辑学的发展。

墨子不论与人辩论或是论证问题时，都用“三表法”来证明自己正确。所谓“三表”就是三个标准：一、“上本于古者圣王之事”：一个学说如果是正确的，就必须在古代圣王的历史经验中有依据。二、“下原察百姓耳目之实”：百姓确实听说过，见到过。三、“发以为刑政，观其中国百姓人民之利”：把言论变成具体的刑法或政治措施，看看是否合乎国家和人民的利益。例如在论证“非命”论时，墨子先以古代圣王为例，指出商汤、周武王励精图治，爱护百姓，天下因而大治；相反夏桀、商纣骄奢淫逸，暴政虐民，天下自然会混乱，可见治乱事出有因，并不是由命运所安排。然后再去问一问老百姓，有谁见过“命”长什么样，“命”有什么声音呢？可见命运是不存在的。最后，他将“命运”论运用于实际的政治上，如果统治者相信“命运”论，他会认为反正自己有命运的保佑，并且安于享乐，不努力治理国家，最终必然导致财用不足，国家混乱。民众如果相信“命运”论，安于现状，不努力生产，就会使自己的家庭陷入贫困。通过这三方面的论证，墨子彻底否定了命定论。

墨子的“三表法”在理论上正确吗？应当说，“三表法”有一定的理论合理性。第一，“上本于古者圣王之事”，就是以前人的历史经验为依据，以史为鉴；第二“下原察百姓耳目之实”，是以人民群众的直接经验为依据；第三“发以为刑政，观其中国家百姓人民之利”，是以实际社会功效为依据。“三表法”在今天也可以作为我们思考问题，处理问题的借鉴。墨子的“三表法”也有狭隘经验论的倾向，即把某些经验绝对化了。古代圣王行得通的经验，在今天不一定行得通，因为时代发展变化了。多数人亲眼见到、亲耳听到的直接经验，也可能是错觉，不能作为判断真理的依据。至于某项政令的推行，是否得到国家、百姓一致的赞成，也是很难判断。由于“三表法”有一些局限性，所以墨子用“三表法”也论证了一些错误的命题。例如他以古书上记载过圣王祭祀鬼神，百姓中许多人自称看到、听到过鬼神，以及宗教理论对政治统治有用处为理由，就肯定鬼神的存在，从而写出了《明鬼》论，这难免使墨子的学说流于庸俗浅薄。

墨子本人出身于社会下层，长期从事木工工作，他的弟子也多是来自各方面的工匠，因此墨家很注意研究工艺技术，墨家的著作也涉及到几何学、光学、力学等多方面的内容。墨学提出的科学概念中，有些更是在世界上最先出现的。在几何学方面，墨家学者探讨了许多重要的概念，如方和圆的概念。“方，柱隅四欢也”，其中“柱”指边，“隅”指角，“欢”是相等的意思，就是说，正方形的四个边与四个角都相等。“圆，一中同长也”。也就是说，圆从圆心到圆周的每一个点，长度都是一样。这些科学概念是精确而严谨的。在光学方面，墨家在二千年前已经注意到针孔成像时的倒影现象。墨子指出通过针孔而形成的影像，是上下倒转的，原因是光线是直线前进，犹如箭射，“足敝下光，故成景于上；首敝上光，故成景于下。”也就是说，从下面进入小孔的光线，被人的脚挡住了，于是脚部的影子就投影到上面；从上面进入小孔的光线，则被头挡住了，于是头部的影子却投影到下面。这种光学现象正是现在照相机的倒影原理。在力学方面，墨家提出了时间和空间，运动和时空，力、杠杆、滑轮等原理。他说：“久，弥异时也”，包括“古今旦暮”。久是时间的概念，涵盖古今旦暮等所有时间。关于空间，“宇，弥异所也”，包括“东西南北”，宇是空间概念，囊括东西南北等所有空间。

墨子及他的弟子不但注重科学观察，更致力将这些科学知识运用于实际生活，提高人民的生活水准，减轻人民的劳动量。《韩非子》记载：“墨子为木鸢，三年而成，飞一日而败。”像鸟儿一样在天空中飞翔，是人类自古以来就孜孜以求的理想，墨子是其中最早尝试的科学家。据说他用三年时间制作的木鸢，能够在天空飞翔一天。虽然这只木鸢最后掉了下来，但其成果还是相当惊人。比起当时尚无具体功用的木鸢，墨子更重视实用的生产工具。有人问墨子：“公输班制造的木鸢可以在天上飞三天，是不是比你更高明呢？”墨子不以为然地说：“我制作的木鸢虽不如他，但我用三寸的木材制成的车辖（车轴上的关键部件），可以载重五十石。所以我在制作对人有用的东西方面，要比他更巧。”

《墨子》书中有十几篇文章都是专门研究军事战术与军事装备，是中国古代重要的军事著作，其中一些军事装备的制造，充分显示出墨子的巧手慧心。例如桔槔是利用杠杆原理制造的一种起重机械，墨子不但研究了桔槔的科学原理，而且将它应用于战争之中。他说：“城上之备，桔槔。”桔槔不但可以用来提水，而且可以用来打击从城外坑道进攻的敌人，“穴且遇，以桔槔冲之。”就是利用桔槔可以提起重物的特点，命令几名大力士提起重物来冲击从地道里爬出来的敌人。利用滑轮原理制造的辘轳也可以用来守城，方法有两种：一、用辘轳牵引弩车的弦，一次可射出六十支箭，同时射击多个目标。二、在城头每隔二十步设置一台辘轳，敌人密集时更可每隔十步设置一台。兵士用辘轳牵引木制的舱，木舱可上下升降，内藏手持长矛的战士，以刺杀攀爬城墙的敌人。这些军事装备在古代都是很灵活又很实用，墨子希望这些设备能加强防御能力，阻止战争发生。