В стрелковом вооружении Россия была вынуждена догонять Европу. Впрочем, в XVIII веке и там продолжали использовать старинные фузеи с кремнёвым замком. Единственным их усовершенствованием стал штык, благодаря которому фузилёры заменили и пикинёров. С открытием гремучей ртути в Европе был изобретён капсюль, позволивший отказаться от кремнёвого замка. Для России, не имевшей химической промышленности, это создало большие трудности. Но к началу Крымской войны войска уже были вооружены капсюльными ружьями. Хуже было дело с нарезным оружием: оно было только у егерей. Лишь в 1856 появилась тульская шестилинейная (15,24мм) винтовка. Однако на Западе стрелковое оружие совершенствовалось очень быстро: появилась казённозарядная винтовка, потом «игольчатая», потом бумажные гильзы заменили металлическими и уменьшили калибр. Россия следовала за Европой, сменив за 15 лет несколько моделей оружия. Лишь в 1870 была принята четырёхлинейная винтовка Бердана, прослужившая более 20 лет. В 1891 её сменила русская трёхлинейка (7,62мм).
В артиллерийском вооружении Россия занимала лучшие позиции. Ещё в 1700 были введены калибры, позволившие упорядочить производство пушек и ядер. В 1760 был изобретён «единорог» ― орудие с конической казённой частью, позволившей увеличить мощность выстрела за счёт направленности взрыва заряда. Соответственно возросла дальность стрельбы при малом весе и коротком стволе. Это позволяло перевозить единороги на дальние расстояния, а также стрелять через головы своих войск. Начальник артиллерии Аракчеев в начале XIX века оставил на вооружении лишь 2 калибра пушек и 2 ― единорогов и для облегчения веса удалил с орудий все украшения. Казённую часть стали делать полушарной. В 1822 году был создан корпус военных топографов, проводивший съёмки для составления карт, межевания земель, изыскания дорог. Началось создание геодезической сети. Офицеры Генерального штаба проводили разведывательные экспедиции в Туране, Персии, Китае. Началось производство боевых ракет. В 1862 генерал Гадолин предложил изготавливать ствол орудия из двух труб: в горячем виде одну из них надевали на другую. После остывания такой ствол приобретал большую прочность. Генерал Маиевский издал «Курс внешней баллистики», по которому учились артиллеристы во всём мире. Оба генерала вместе изобрели бурый порох. Так была создана дальнобойная артиллерия. В 1872 году Барановский изобрёл скорострельное орудие, у которого лафет при выстреле не откатывался.
Русский военный флот, в 1719 признававшийся равным английскому, вскоре пришёл в упадок. Новый его подъём произошёл во время русско-турецких войн. В 1773 академик Эйлер издал с посвящением цесаревичу Павлу «Полную теорию строения и управления кораблей». Но уже при Александре I было заявлено, что «флот это лишь обременение и роскошь». У европейцев учились строить не только корабли, но и каналы. В 1709 на древнем волоке был построен Вышневолоцкий канал. Работами руководил голландец Гаутер. Однако в 1718 году система стала несудоходной, и была отдана в содержание новгородскому купцу Сердюкову, который, частично её перестроив, добился повышения уровня воды. Для снабжения Петербурга хлебом, лесом, вывоза товаров с низовьев Волги в 1797-1808 была создана Марии́нская во́дная систе́ма, соединившая Волгу и Неву. В 1811 была открыта Тихвинская водная система ― более короткая в сравнении с Мариинским и Вышневолоцким маршрутами, но не пропускавшая суда большой грузоподъёмности. В 1828 по водным путям доставлялась примерно треть всех грузов.
Русская изба в XVIII веке приняла, в общем, классический вид, хотя всем известно (из сказки Пушкина хотя бы), что и в землянках всё ещё жили. У «справных» хозяев на подворье были хоромы ― деревянные клети разного назначения. На севере дом ставили на подклете. К сеням часто пристраивали холодную клеть. В избе у входа была печь, а возле печи ― голбец (вход в подклет). Нередки уже были «косящатые» окна (хотя вместо стекла часто вставляли слюду или бычий пузырь) и печные трубы-дымоходы. В городах возводились и каменные палаты. В 1781 был утверждён генеральный план застройки Костромы, по которому срыли земляные валы, засыпали рвы, начали строительство торговых рядов и гражданских зданий. В 1803 был утверждён генплан Полтавы с городским садом и архитектурным ансамблем на круглой площади, от которой лучами расходились 8 улиц. В 1840е началось строительство губернского центра в Сибири (Колывань) по генплану, предусматривавшему создание ортогональной сетки улиц.
С 1684 года ширина дорог в России была установлена 2-3 сажени (4,2-6,3 м). Скорость передвижения была около 6-12 вёрст в час, а суточный пробег от 30 до 100 вёрст, что и определяло расстояние между ямскими дворами. Дороги подразделялись на просёлочные (между селениями), большаки (к городу) и тракты. Тракты были уездные, губернские (между губерниями) и государственные. Если вёрсты на дороге были отмечены столбами, то её называли столбовой, а если она была обсажена деревьями, то – просадью. Дороги государственного значения обеспечивала казна, а местные дороги прокладывались и сохранялись за счёт крестьян. С ослаблением Джунгарии в 1720х началось оборудование Сибирского тракта, который стал действовать в полную силу уже в 1760х, после сокрушения этого царства Китаем. В 1765 Козьма Фролов на Алтае оборудовал Змеиногорский рудник деревянными рельсовыми путями, по которым под действием «водяной силы» двигались вагонетки. Его сын в 1809 соединил рудник с заводом чугунной рельсовой дорогой, на которой был построен 300-метровый деревянный мост на каменных опорах. Шоссе в России начали строить с 1817 года: на песчаное основание укладывали слой камней и мелкий гравий. Песок отводил проникавшую сквозь щебёнку воду, защищая грунтовое основание. К 1855 было сооружено 6485 вёрст шоссейных дорог. Крупнейшим узлом их была Москва, соединённая с Петербургом, Харьковом, Нижним Новгородом, Ярославлем, Рязанью, Брест-Литовском. Множество мостов было построено на тракте Петербург—Москва в 1817-34. В 1837 австрийским инженером Герстнером была построена Царскосельская железная дорога. В 1839 году начато строительство Варшаво-Венской (инженер Высоцкий), а в 1843 — Николаевской (Октябрьской) железных дорог. Большинство мостов на них имели сквозные деревянные фермы, теорию которых развивал инженер Журавский. Он исследовал сопротивление дерева сжатию, растяжению, скалыванию, смятию; объяснил явление косого изгиба, дал точные расчёты касательных напряжений и работы шпонок (1855). В 1852 на дороге Петербург — Варшава Кербедзом был построен мост с железными фермами. Белелюбский в 1868-72 без перерыва движения заменил деревянные мосты Николаевской дороги на железные. Им же были спроектированы: Александровский мост через Волгу (1483 м) и другие, в том числе мосты через Иртыш, Тобол, Ишим, Обь. Ему также удалось развить производство цемента в России, начатое в Петербурге в 1848 году. Руководимая Белелюбским комиссия разработала нормы производства цементов и технические условия на железобетонные работы. В 1882-1904 была построена Екатерининская железная дорога, соединившая Донецкий угольный бассейн с Криворожьем. В 1887-98 построена Закаспийская железная дорога, прошедшая через пустыню Каракумы, до Самарканда и Андижана. В 1891-1903 построена Транссибирская железная дорога общей протяжённостью 9288 км.
Электромагнитный телеграф сконструировал в 1828 русский изобретатель Шиллинг. В 1843 телеграфная линия протянулась в Царское Село. Вслед за постройкой Николаевской дороги вступила в строй линия Петербург–Москва. В 1854 телеграф был открыт для коммерческих нужд. В 1867 телеграфные линии протянулись на юг до Эривани, на север – до Архангельска, на восток – до Иркутска (в 1871 до Владивостока). В 1873 телеграф связал Омск с Ташкентом, в 1879 соединил Красноводск и Баку. Первое время использовался аппарат Сименса, с 1852 ― Морзе, работавший со скоростью 500 слов в час (Сименс ― 25 слов в час). В 1865 стали использовать аппарат Юза (2000 слов в час). В 1880 появились аппараты Уитстона, позволявшие работать на одной линии одновременно нескольким аппаратам.
В 1760-е годы Кузьма Фролов построил на Змеиногородском руднике подъёмники, приводимые в действие водяным колесом. Породу разрабатывали кайлом и лопатой, а отвозили на санках, волокушах, тачках. В XIX веке распространились буровзрывные работы, появились бурильные машины. Плавка железной руды производилась в небольших печах с использованием древесного угля, из-за чего вокруг заводов были почти совсем сведены леса. В Англии в XVIII веке стали использовать каменный уголь, что повысило производительность. В России его добыча тормозилась дешевизной древесного, на котором и в 1880 выплавлялось более 90 % чугуна.
Начальник Златоустовского завода Аносов в 1840-е годы получил сталь, из которой были созданы клинки, не уступающие булатным. Исследовав добавки к стали золота, платины, марганца, хрома, алюминия, титана, он доказал, что её свойства могут быть изменены добавками легирующих элементов, заложив тем самым основы металлургии легированных сталей. Им был разработан метод добычи золота путём доменной плавки золотосодержащих песков. Опытные плавки дали выход золота в 28 раз больше, чем при обычной промывке. В 1854 начальником Златоустовского завода был назначен Обухов, получивший в 1857 патент на изобретение массового производства высокопрочной стали. Из неё делали кирасы, клинки, инструмент, отливки для стволов. Златоустовская пушка по долговечности и прочности превзошла орудия Круппа. Термическое воздействие на металл исследовал Чернов, в 1868 году определивший критические температуры, при которых происходит изменение структуры стали при нагреве и охлаждении её в твёрдом виде. Это положило начало науке о термической обработке металлов. В 1881 Бенардос изобрел электрическую сварку металла. Белелюбский в 1884 издал «Таблицы для подбора сечений и исчисления веса частей железных сооружений», а в 1885-1900 разработал «Русский нормальный метрический сортамент фасонного железа». Большую часть времени он потратил на «борьбу» с владельцами железоделательных заводов, которые не желали тратиться на замену прокатных валков.
В XVIII — первой четверти XIX века заводы производили в основном чугунное посудное литьё, гвозди, выделывали разносортное железо, сталь, балконные решетки с барельефами, камины и тому подобную продукцию. Заводы Баташёва и Демидовых производили также ядра, бомбы и пушки. В 1762 Ползунов на Алтае изобрёл первую в мире паровую машину, способную работать без гидропривода. В начале XIX века Бёрд начал строительство пароходов, которые к концу 1830х распространились по рекам России. На Сноведском заводе Баташёва (Нижегородская губерния) с 1826 началось производство паровых и сукнодельных машин и запчастей к ним. Первый русский паровоз был создан Черепановыми на Нижнетагильском заводе в 1834. В 1838 Якоби на Неве испытывал электроход. В 1845 на Каме был построен первый железный пароход. Сооружение Николаевской дороги стало толчком для развития паровозостроения, начавшегося на Александровском заводе в 1845. С 1869 паровозы делали на Коломенском и Камско-Воткинском заводах; с 1870 – на Невском и Мальцевском; с 1892 – на Брянском, Путиловском, Сормовском, Харьковском и Луганском. В конце XIX века русские инженеры первые в мире использовали пароперегреватели, применили на паровозах двукратное расширение пара. Был обоснован и использован принцип унификации и взаимозаменяемости деталей и узлов в паровозах, организована постройка сочлененных паровозов. Первым русским заводом, в 1870 году наладившим выпуск металлообрабатывающих и деревообрабатывающих станков, стал завод братьев Бромлей в Москве. К концу XIX века в России десятки заводов производили почти все сельскохозяйственные машины и орудия.