Металлургия. С развитием машинной индустрии роль металла как основного материала для изготовления машин значительно возросла. Технический переворот в металлургии заключался в изобретении и широком применении новой технологии получения чугуна, способов передела чугуна в железо, в совершенствовании способов их обработки, в развитии цветной металлургии и внедрении науки в производство.

До 70-х годов XIX века развивающаяся индустрия потребляла преимущественно чугун и железо. Однако уже в первой половине XIX века в Англии, Германии, России и других странах велись работы по изучению свойств стали, разрабатывались новые методы ее получения. Больших достижений в этой области добился горный инженер П. П. Аносов (1797—1851), работавший на Златоустовском заводе. Проведя ряд научных работ, он овладел утерянным секретом изготовления булата – высококачественной стали, применяемой для производства холодного оружия и отличающейся весьма высокими механическими свойствами.

Техническое перевооружение металлургии завершилось изобретением прокатного стана, приводимого в действие паровой машиной, а также созданием парового молота. К 60-м годам XIX века технический переворот в металлургии был завершен. Внедрение новых изобретений способствовало резкому увеличению объемов производства металла.

Задача массового получения стали в середине XIX века была решена английским изобретателем Г. Бессемером (1813—1898). В России внедрение бессемеровского процесса в промышленных масштабах началось лишь с 1872 года на Обуховском заводе и с 1875-го на Нижне-Салдинском заводе.

Изобретение бессемеровского способа изготовления стали не решило вопроса улучшения качества металла. Эту проблему решил изобретенный мартеновский способ производства стали. Одна из первых мартеновских печей в России была построена в 1870 году на Сормовском заводе. В конце XIX века более 80% всей стали выплавлялось в мартеновских печах.

На рубеже XIX—XX веков в металлургии для получения наиболее качественных сортов стали и цветных металлов все шире начинают использовать энергию электрического тока. Возможность электрической плавки металлов впервые была установлена русским физиком В. В. Петровым.

В XIX веке свое дальнейшее развитие получает прокат черных металлов, особенно прокат рельсов, а также различных профилей металла для нужд строительства и промышленного производства. Прокат металла осуществлялся при помощи особых станков – прокатных станов. В 1859 году русский механик В. С. Пятов сконструировал первый прокатный стан для прокатки броневых листов. С введением в практику проката специальных станов для производства брони была решена проблема развития бронированного военно-морского флота.

Развитие химической технологии. Во второй половине XIX века химия и основанные на ней технологии играют все большую роль в творческом создании человеком «второй природы».

Творческая сила идей отчетливо видна в истории развития российской химической отрасли на рубеже веков. Химическая наука и производство развивались в общемировом контексте и внесли свой вклад в формирование отрасли. При этом, на отдельных направлениях, например, в нефтепереработке и создании полимеров, идеи, выдвинутые российскими химиками и технологами, не только развивали уже имеющиеся мировые тренды, но и формировали новые направления развития химических технологий.

Выдающееся значение в развитии органической химии имела, например, созданная русским ученым А. Бутлеровым теория химического строения, которая дала объяснение ряду непонятных в то время явлений, в том числе изомерии. На основании теории Бутлерова стало возможным устанавливать строение уже известных веществ и прогнозировать пути получения новых органических соединений.