Triều Tùy kế thừa khoa học, trí thức của Bắc triều và Nam triều, thành tựu khoa học kỹ thuật của triều đại này thể hiện trên các lĩnh vực thiên văn, lịch pháp, số học, bác vật học, kiến trúc học, y học.[123]

Ngành số học thời Tùy phát triển, sĩ nhân đương thời đều cần học tập "cửu số" giản đơn, tại Quốc tử giám có lập ban toán học (tức ngành số học)[124] chuyên môn bồi dưỡng nhân tài số học.

Lịch pháp triều Tùy so với các triều trước thì thêm phần tỉ mỉ chính xác. Năm 600, Lưu Trác dựa vào dữ liệu của Trương Tử Tín thời Bắc triều, xác định tuế sai 76 năm lệnh 1 độ, sát với giá trị chuẩn xác (71,6 năm). Năm 604, Lưu Trác đặt ra "Hoàng cực lịch", nghiên cứu Mặt Trời, nhật thực nguyệt thực, đều thêm phần chính xác so với các lịch trước đó, còn đề xuất công thức "phép nội suy cự ly bậc hai" (等間距二次內插法). Mặc dù chuẩn xác hơn, song "Hoàng cực lịch" lại bị bài xích không được sử dụng, nhưng với lịch học hậu thế thì cung cấp tiêu chuẩn mới.[100] Phép định sóc, phép định khí cũng là sáng kiến của Lưu Trác.

Sau khi Tùy bình định Nam triều Trần, đã cho đưa 'hồn nghi', 'hồn thiên tượng' và tranh sách thiên văn của Nam triều đến tập trung tại Trường An, đồng thời mệnh Dữu Quý Tài và Chu Phần của Nam triều tham chiếu vị trí các sao, vẽ thành tinh đồ. Những người như Chu Phần và Viên Sung còn truyền thụ tri thức thiên văn tại Thái sử cục.[125] Vào thời Tùy, Đan Nguyên Tử chiếu theo tinh cung do Trần Trác đặt ra, ước đoán vị trí của sao trên trời, biên thành một thư tịch theo thể trường ca 7 âm, gọi là "Bộ thiên ca", câu văn rõ ràng dễ hiểu, thuận lợi cho việc truyền tụng.[126] Thời Tùy mạt Đường sơ, Lý Bá viết thành "Thiên văn đại tượng phú", dùng thơ phú mô tả về thiên văn học.

Triều đình Tùy đề xướng bác vật học, đương thời xuất hiện một lượng lớn địa phương chí (hoặc gọi là đồ chí, đồ kinh). Triều đình Tùy ra lệnh các địa phương trong toàn quốc tiến hành soạn viết phương chí,[127], cuối cùng xuất hiện các tác phẩm "Chư quận vật sản thổ tục ký", "Khu vũ đồ chí" và "Chư châu đồ kinh tập". Tùy Dạng Đế hạ chiếu lệnh cho các quận nộp địa đồ phong tục sản vật. Lăng Uất Chi sử dụng địa đồ sách vở do các địa phương nộp lên mà biên tập thành "Tùy chư châu đồ kinh tập" với 200 quyển.[128] Bùi Củ vào thời Đại Nghiệp quản lý giao dịch tại Trương Dịch, từ sách truyện và lời kể của thương nhân Tây Vực, sưu tập các tư liệu về núi sông, họ tộc, phong thổ, y phục, sản vật Tây Vực mà viết thành "Tây Vực đồ ký". Thư tịch này còn viết về ba tuyến đường tơ lụa từ Đôn Hoàng qua Trung Á đến Địa Trung Hải.

Về kiến trúc học, những người nổi tiếng có Lý Xuân, Vũ Văn Khải, Hà Trù. Năm 610, Lý Xuân chỉ đạo xây dựng nên An Tế kiều bắc qua Hào Hà tại địa phận nay thuộc huyện Triệu, tỉnh Hà Bắc,[129] An Tế kiều là một cây cầu đá hình vòm cung, tàu bè vẫn có thể đi lại thuận tiện ở bên dưới, là một trong những công trình đạt thành tựu trọng đại trong lịch sử kiến trúc Trung Quốc.[130] Ngoài ra, An Tế kiều có bốn lỗ trống, giảm thiểu một phần năm trọng lượng thân cầu, tiết kiệm được hơn hai trăm mét khối nguyên liệu đá, đồng thời có thể giảm bớt áp lực từ nước lụt tác động vào thân cầu. Vũ Văn Khải từng tạo 'quan phong hành điện' cho Tùy Dạng Đế, bên dưới điện đặt ròng rọc tời, có thể tách rời ra khi hành động, cũng có thể hợp thành một đại điện chứa được vài trăm người. Hà Trù tạo ra "Lục hợp thành" cho Tùy Dạng Đế, khi công thành, trong một đêm có thể hợp thành một tòa thành lớn với chu vi 8 lý, cao 10 nhận, trên thành có thể xếp giáp sĩ, lập kỳ trượng. Ngoài ra, Hà Trù còn có thể dùng lục từ (sứ xanh) để chế ra ngọc pha lê, không khác biệt so với ngọc pha lệ thực.[131]

Y học triều Tùy tương đối phát triển, triều đình đặt ra "đại y thự" để quản lý. Y học lâm sàng xuất hiện xu thế phân khoa, 'đại y thự' phân thành hai bộ phận là y học và dược học, phân dạy học sinh; y học lại phân thành bốn khoa là y, châm, án ma (đấm bóp), chú cấm; trong đó y khoa lại phân thành 5 môn là thể liệu (nội khoa), thiếu tiểu (nhi khoa), sang thủng (ngoại khoa), nhĩ mục khẩu xỉ (tai mắt mồm răng) và giác pháp (bạt quán).[132] Do y học Nam triều tiến bộ, y sư nam-bắc thời Tùy có qua lại, lưu thông y thư, có lợi cho tiến triển của y học. Triều Tùy cũng cho dịch ra tiếng Hán hơn 10 loại y thư của Thiên Trúc và Tây Vực, tri thức rất phong phú.[100] Người có danh tiếng nhất trong nền y học triều Tùy là Sào Nguyên Phương, ông soạn ra "Chư bệnh nguyên hậu luận".[133] Đây là bộ sách đầu tiên của Trung Quốc tự thuật và phân tích chi tiết về phân loại bệnh tật và nguyên nhân của bệnh, bệnh lý, có vị trí quan trọng trong lịch sử thủ thuật ngoại khoa Trung Quốc. Tuy nhiên, tác phẩm cũng có không ít sai sót, như trong "Cửu trùng hậu" có nói "giun trong ruột người biến hóa đa đoan, sinh ra ghẻ lở, cho nên bị ghẻ lở thực ra là do có loài sâu bộ bên trong", song theo y học hiện đại thì giun sán và ghẻ lở hắc lào không có quan hệ. Tùy Dạng Đế vào những năm Đại Nghiệp hạ lệnh biên soạn "Tứ hải loại tụ phương", tổng cộng có 2.600 quyển, lý luận chuyên thuật, bổ sung hỗ trợ lẫn nhau đối với "Chư bệnh nguyên hậu luận".[132]