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、重工和注重实学的思想。
上卷有6章，多与农业有关，《乃粒》主要论述稻、麦以及黍、稷、粱、粟、麻、菽（豆类）等粮食作物的种植、栽培技术及有关生产工具，包括各种水利灌溉机械，并对以江西为代表的南方水稻的栽培技术介绍得特别详细。《乃服》包括养蚕、缫丝、丝织、棉纺、麻纺和毛纺等生产技术，以及工具、设备、操作要点，特别着重于浙江嘉兴、湖州地区养蚕的先进技术及丝纺、棉纺，给出了大提花机的结构图。《彰施》介绍各种植物染料和染色技术，详于靛蓝的种植和蓝靛的提取以及从红花提取染料的过程，还涉及诸色染料的配色及媒染方法。《粹精》叙述稻、麦等的收割、脱粒及磨粉等农作物加工技术及工具，偏重介绍稻谷加工所用的风车、水旋、石碾、土砻、木砻及制面粉的磨、罗等。《作咸》论述海盐、池盐、井盐等盐产地及制盐技术，尤详于海盐及井盐。《甘嗜》主要叙述甘蔗种植、制糖技术及工具，同时论及蜂蜜及饴饧（麦芽糖）。以上是上卷各章内容概要，每章所述内容不是平铺并列，而是有主有次，选择重要产品为研究重点，突出介绍先进地区的生产技术。因此全书每章各节都主次分明。
中卷有7章，多为工业技术。《陶埏》叙述房屋建筑所用砖瓦及日常生活所用陶器、瓷器（白瓷、青瓷）的制造技术及工具，着重介绍江西景德镇生产民用白瓷的技术，从原料配制、造坯、过釉到入窖烧结，都给以说明。《冶铸》是论述中国传统铸造技术最详细的记录，着重叙述铜钟、铁锅和铜钱的铸造技术及设备，包括失蜡、实模及无模铸造等三种基本方法。《舟车》首先用数据标明船舶和车辆结构构件及用材，同时说明各种船、车驾驶方法，详细介绍了大运河上航行的运粮船“漕船”，是有关交通工具的专章。《锤锻》系统叙述了铁器和铜器锻造工艺，从万斤大铁锚到纤细绣花针都在讨论范围之内，其中还有各种生产工具如斧、凿、锄、锯等的制造，以及焊接、金属热处理等加工工艺。《燔石》论述烧制石灰、采煤、烧制矾石、硫黄及砒石的技术，对煤的分类、采掘、井下安全作业均有论述。《膏液》介绍16种油料植物子实的产油率、油的性状、用途，以及用压榨法及水代法提制油脂的技术及工具，还谈及桕皮油制法及用柏油制蜡烛的技术。《杀青》论述纸的种类、原料及用途，详细论述了造竹纸及皮纸的全套工艺技术及设备。
下卷包括5章，也属工业技术。《五金》论述金、银、铜、铁、锡、铅、锌等金属矿开采、洗选、冶炼和分离技术，还有灌钢、各种铜合金的冶炼以及珍贵的生产设备图。这一章记载了不少中国人民的创造发明，如以煤炼铁、用活塞风箱鼓风、直接将生铁炒成熟铁、以生铁与熟铁合炼成钢等等。《佳兵》涉及弓箭、弩、干等冷武器及火药、火器的制造技术，包括火炮、地雷、水雷、鸟铳和万人敌（旋转型火箭弹）等武器。《丹青》主要叙述以松烟及油烟制墨及供作颜料用的银朱（硫化汞）的制造技术，产品均为文房用具。《曲蘖》记述酒母、药用神曲及丹曲（红曲）所用原料、配比、制造技术及产品用途，其中红曲具有特殊性能，是宋朝之后才开始出现的新品种。《珠玉》则叙述在南海采珠，在新疆和田地区采玉，在井下采取宝石的方法以及加工技术，兼及玛瑙、水晶及琉璃等。全书除文字叙述外，还有123幅插图，展示工农业各有关生产过程。除个别章节引用前人着述外，书中绝大部分内容都是作者在南北各地科学调查的资料。在叙述生产过程具体技术的同时，作者还用“穷究试验”的研究方法对所述技术给以理论上的解释。这同一般的技术调查报告有所不同。
《天工开物》的可贵之处在于，书中记述了工农业生产中许多先进的科技成果，用技术数据给以定量的解说，同时提出一系列理论概念，这就使该书成为一
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