En la segunda mitad del siglo XVIII, en España surgió un renovado interés por continuar la exploración del Nuevo Mundo y ampliar el conocimiento de los vastos dominios de la Corona española en América. Este fenómeno provocó el envío de numerosas expediciones, viajes y comisiones científicas a América y Filipinas. En un lapso de sesenta y cinco años (entre 1735 y 1800) se realizaron alrededor de sesenta expediciones científicas, impulsadas por el espíritu de la Ilustración, que buscaba superar la mentalidad escolástica y abrazar el pensamiento newtoniano. En este contexto, los proyectos de descubrimiento geográfico encontraron condiciones favorables y las actividades científicas se orientaron cada vez más a los problemas concretos del desarrollo económico y social. Las iniciativas españolas no restaron importancia a los proyectos de otras naciones (Gran Bretaña, Francia, Suecia, Rusia, Alemania y Holanda). En Gran Bretaña sobresalen los trabajos de los capitanes James Cook y George Vancouver; en Francia, los de Luis Antonio de Bougainville y el conde de La Pérouse.
Astronomía
En el caso español, se gestaron numerosas expediciones al Nuevo Mundo con objetivos astronómicos. Los marinos Jorge Juan y Antonio de Ulloa colaboraron en la expedición francesa para medir el ecuador, publicando sus Observaciones Astronómicas en 1746. Jorge Juan fundó el Observatorio Astronómico de Cádiz‑San Fernando y, a finales de siglo, se construyó el Observatorio Astronómico de Madrid (1790), inspirado en los de Greenwich y París, lo que impulsó también los estudios meteorológicos. En el ámbito de las ciencias naturales, Fernando VI encargó a Antonio Ulloa (1752) la dirección del Gabinete de Historia Natural, fundado por Carlos III en 1771, para que adquiriera experiencia en sus viajes por América. Para elaborar un inventario de los recursos hispanoamericanos se contrató a numerosos científicos extranjeros (Bowles, Herrgen, etc.). La delimitación de las fronteras de Brasil, Paraguay, Argentina y Uruguay, tras el Tratado de París (1763), motivó una serie de expediciones entre 1781 y 1801 centradas en cartografía, hidrografía y astronomía náutica.
Botánica y Zoología
En botánica y zoología sobresalen figuras como José Celestino Mutis, que dirigió la Real Expedición Botánica del Nuevo Reino de Granada (1782); la expedición franco‑española de Joseph Dombey, Hipólito Ruiz y José Antonio Pavón al Virreinato del Perú (1777), que aportó nuevos conocimientos sobre la quinina; y Martín de Sessé en la Nueva España (1787). Alejandro Malaspina y José Bustamante (1789‑1798) recorrieron la costa este de América, desde Alaska hasta el Cabo de Hornos (1794). J. Longinos Martínez (1792) elaboró una lista de los árboles típicos de la zona tropical, y Félix de Azara, en su expedición fronteriza a Paraguay para fijar la línea con Portugal a partir del Río de la Plata, introdujo ideas innovadoras de historia natural que influirían incluso en Darwin.
Química
En química, se destacaron las aplicaciones en la minería (obtención de platino y plata a partir de mercurio) y el desarrollo de la farmacopea. Se descubrió el tungsteno, elemento de gran importancia estratégica, y se mejoraron los procesos de fabricación de pólvora, de extracción minera y de tintes. La expedición de Juan José de Elhuyar a la Nueva Granada, destinada a organizar un sistema de fundiciones de plata en Mariquita, aportó avances significativos a la metalurgia y a la minería.
Medicina
Los progresos en medicina y cirugía permitieron una mejor comprensión del cuerpo humano (avances en autopsias), así como mejoras en la práctica clínica. El Colegio de Cirugía de San Carlos impulsó la creación de cátedras, como la de Medicina Práctica en la Universidad de Valencia (1787). En Madrid se instituyó la cátedra de Medicina Práctica (1795) y en Barcelona la de Medicina Clínica (1797). Entre 1803 y 1806 se organizaron varias expediciones desde La Coruña; una de ellas, dirigida por Javier de Balmis, llevó la vacuna contra la viruela a las Antillas, México, Centro y Sudamérica, Filipinas, Macao y Santa Elena, y también contribuyó al estudio de la botánica medicinal.
