19世纪初，美国在科学和技术研究，以及技术产品创新方面都是最具影响力的国家之一。
人类工业史上许多最重要的发明，包括通用零件、生产线等都是源自美国，其中工业的生产线尤其重要，它使得工业的大量生产从梦想变为真实。其他重要的发明包括飞机、电灯泡与电话。
美国在20世纪策划了曼哈顿原子弹计划、阿波罗登月计划和人类基因组计划。在第二次世界大战时期，美国最早研制出原子弹，将人类科技带入原子时代的新纪元。冷战开始后，美国在太空科学和技术领域取得成功，在太空竞赛中领跑，从而导致了火箭技术、武器研究、材料科学和计算机等领域的重大进步，美国在计算机与网络发展史上贡献极大，包括二战中发明的计算机、初期的军事化应用，以及个人电脑发展与革新，美国国防部创办的ARPA网是网络技术的先驱。在科学研究方面，美国学者赢得了大量的诺贝尔奖，尤其是在生物和医学领域。
在世界排名前500名大学中，美国占168所，前20名中，美国占17所。
