Com a Renascença, o conhecimento da engenharia baseou-se cada vez mais em leis científicas, com o acúmulo de experiências empíricas.

Os grandes teóricos científicos da Renascença e da primeira era moderna adquiriram um tal conhecimento que surgiram muitos engenheiros-inventores.

Para além disso, com a nova noção do motor como instrumento de progresso industrial, muitos governantes foram induzidos a oferecer recompensas aos génios inventivos e a fundar sociedades doutas, onde se divulgavam notícias sobre as últimas descobertas para se poder condividi-las e propagá-las para cada área das artes científicas.

Durante os séculos XVII e XVIII , o melhoramento dos materiais básicos também contribuiu para o progresso da engenharia. O metal e, nomeadamente, aquele fundido, substituiu gradualmente a madeira nos materiais de construções civis e o carvão, mais barato, começou a ser utilizado como combustível em lugar da madeira. Em consequência, a utilização cada vez mais crescente do carvão deu impulso a novos métodos de escavação e de transporte. Muito provavelmente, o baixo custo do carvão inspirou a invenção e a rápida modernização dos transportes sobre carris, assim como o melhoramento da tecnologia das bombas.


A necessidade de se bombar água dos túneis das minas ocupou as preocupações dos engenheiros durante séculos (o livro de Ramelli, por exemplo, foi quase que completamente dedicado a este assunto). Em 1698, Tommaso Savery obteve a patente de "um motor para se puxar água com a força do fogo", inventando, assim,  uma bomba a vapor. Catorze anos mais tarde, a essa máquina seguiu-se o primeiro e eficiente motor a vapor (ou o chamado motor de Newcomen), o que representou um marco no início da era moderna da engenharia.

Entre 1750 e 1850, engenheiros civis e engenheiros mecânicos foram os maiores artífices da rápida industrialização ocorrida na Europa Ocidental e nos Estados Unidos. Uma colecção dos resultados de tais estudos foi apresentada na grande exposição de Londres de 1851, onde se exibiram modelos de máquinas a vapor, integrando-se a visão real com filmes mostrados através de um projector de Cyrus McCormick.

Na mostra foi exposta uma selecção de fuzis americanos que haviam sido fabricados com peças intercambiáveis: foi o sinal de que a época da fabricação em série se aproximava. A exposição foi realizada no Crystal Palace, um esplêndido exemplo de estrutura mista de vidro e ferro fundido que representa, por si só, um monumento à grande capacidade inventiva dos engenheiros.