Вторая волна (1830—1890 гг.) связана с развитием железнодорожного транспорта и механического производства во всех отраслях на основе парового двигателя.

Примерно с 1820-х годов в недрах первого уклада стал формироваться новый технологический уклад. А в 1845—1850 года второй технологический уклад стал доминирующим в экономике развитых стран. Для него характерно бурное развитие машинного производства, в том числе производство машин машинами. Резко возросли значение и интенсивность международной торговли. Недостаточный уровень развития транспортного сообщения в то время стал сдерживать рост крупной промышленности. Поэтому важной особенностью этого уклада стало бурное развитие железнодорожного строительства и транспортного машиностроения. Концентрация населения в городах и бурное строительство в сфере транспорта требовали укрепления технической базы строительства и стимулировали его механизацию.

С исчерпанием возможностей механизации общественного производства на основе парового двигателя, насыщением общественных потребностей в продукции второго уклада экономическое оживление 1850-1860-х годов сменилось стагнацией. Регулярные признаки перепроизводства стали более ожесточёнными, промышленные подъёмы менее интенсивными. В этих условиях и начал формироваться третий технологический уклад, в котором лидерство переходит от Англии к США.

Третья волна (1880—1940 гг.) базировалась на применении в промышленном производстве электрической энергии, развитии тяжёлого машиностроения и электротехнической промышленности на основе использования стального проката, новых открытий в области химии. Из многих химико-технологических нововведений, наибольшее значение имели: аммиачный процесс получения соды; получение серной кислоты контактным способом, электрохимическая технология.

Главным энергоносителем в период господства данного уклада становится уголь. В это же время на энергетическом рынке начинает завоёвывать позиции и нефть, хотя ведущим энергоносителем она стала только в четвёртом технологическом укладе.

Были внедрены радиосвязь, телеграф, автомобили, самолёты, начали применяться цветные металлы, алюминий, пластмассы и т. д. Появились крупные фирмы, картели, тресты. На рынке господствовали монополии и олигополии. Началась концентрация банковского и финансового капиталов.

Четвёртая волна (1940—1990 гг.) сформировала уклад, основанный на дальнейшем развитии энергетики с использованием нефти и нефтепродуктов, газа, средств связи, новых синтетических материалов. Главным энергоносителем становится нефть. Нефтепродукты стали основным топливом практически для всех видов транспорта – дизельных локомотивов, автомобилей, самолётов, вертолётов, ракет. Нефть также превратилась в важнейшее сырьё для химической промышленности. С развитием четвёртого уклада была создана глобальная система телекоммуникаций на основе телефонной и радиосвязи. Произошёл переход населения к новому типу потребления, отличающемуся массовым потреблением товаров длительного пользования, синтетических товаров.

Во время господства третьего уклада был внедрён двигатель внутреннего сгорания, который явился одним из базисных нововведений четвёртого уклада. Тогда же произошло становление автомобилестроительной промышленности и освоение первых образцов гусеничной транспортной и специальной техники, сформировавших ядро нового уклада. К числу отраслей, составивших ядро четвёртого уклада, относятся химическая промышленность (прежде всего, органическая химия), автомобилестроение и производство моторизированных вооружений