原子弹爆炸与原子能的利用
重核裂变与链式反应的理论和实验为开发和利用核能准备了条件，同时，科学家们也看到了利用这种科学研究成果制造威力无比的战争武器的可能性。移居美国的匈牙利青年物理学家西拉德等科学家提醒美国政府和军方重视原子能研究的重大意义。
1941年12月6日，在珍珠港事件的前一天，美国科学研究发展总局局长宣布了全力以赴制造原子弹的决定。1942年，盟国的原子能计划进入了一个崭新的阶段，美国原子能研究的最高控制权也转移到了军政委员会。同年8月13日，研制原子弹的全部计划为保密而取名“曼哈顿工程”。
制造原子弹武器在理论上虽已没有疑问，从理论知识到工程实践，从科学家的实验室到制出实物还需要进行大量的应用研究、工程研究和生产工艺等方面的研究，要解决许多极为复杂的技术问题，而且，需要大规模有组织的协作和投入大量的人力、物力和财力，这些在和平时期是很难想象的，而战争时代就不同了。战争的形势促成美国研制原子武器，希特勒在欧洲的法西斯暴行迫使当时世界上许多最优秀的科学家云集到美国，这些都构成了美国研制原子弹的优越条件。
1942年11月，芝加哥大学的操场上开始建立第一座核反应堆——“芝加哥一号”。该反应堆以天然铀为核原料，以石墨为减速剂，用能够随时插入和抽出其中的镉棒为控制器。镉棒能像海绵吸水那样吸收中子，可以对链式反应进行控制。12月2日，在费米（EnricaFermi，1901—1954）的主持下，世界上第一座核反应堆投入运行。下午3点20分，当最后一根镉棒拖出来后，铀核裂变进入自持阶段，人工控制核链式反应取得了首次成功。虽然反应堆的全部输出能量很小，但在核能开发和利用的历史上，具有划时代的意义。
1945年7月16日，在美国本土西部荒漠地带第一颗原子弹试爆成功，爆炸力相当于2万吨TNT炸药。同年8月6日，美国在日本的广岛投下了一颗名为“小男孩”（代号瘦子）的铀弹；8月9日，一颗名为“大男孩”（代号胖子）的钚弹在日本长崎上空爆炸，两座城市被夷为平地。原子弹的威力在客观上加速了日本的投降，但令全世界更为震惊的还是它的破坏力。各国竞相展开原子弹的研究：1949年，苏联爆炸了他们的第一颗原子弹，1952年、1960年，英国、法国的原子弹也相继试验成功。中国依靠自己的力量，也掌握了制造原子弹的技术，1964年10月成功地爆炸了第一颗原子弹。
原子核能在军事上的应用，促进了原子能技术的发展并很快应用到民生事业上来。美国于1952年12月，进行了利用原子能发电的最初尝试。1954年，苏联在奥布宁斯克建成了世界上第一座用浓缩铀作燃料的石墨水冷堆核发电站，发电功率为5000千瓦。英国1956年则建成一座天然铀石墨气冷堆核电站，发电功率提高到6万千瓦。核能的开发和利用为解决世界能源短缺大有裨益。
广播技术的发展
1906年，美国物理学家、发明家费森登（R.A.Fessenden，1866—1932）研制出一台高频无线电发射机，利用对无线电波的振幅进行调制的办法，使调幅波可携带音频信号。这一年圣诞节前夕的一个晚上，费森登用调幅波成功地实现了通过无线电波传送语言和音乐的创举。在几分钟的广播中，播送了读圣经、演奏小提琴的声音，最后祝贺听众圣诞节快乐。而第一次收听到无线电广播的幸运听众是当时的新英格兰少数船员。1910年，费森登在别人的资助下完成了一套无线电台装置。
1913年，美国电工学家阿姆斯特朗（Armstrong，1890—1954）设计出再生式放大电路，1919年，他又设计出了超外差线路。这期间，人们对振**回路进行了许多改进。1916年，美国威斯汀豪斯公司的工程师康拉德（F.Conrad，1874—1941）建立了一个业余无线电台，每周定期播音两次。1920年11月2日，世界上第一座领有执照的电台，威斯汀豪斯公司的商业电台（KDKA电台）在匹兹堡正式开播了。这个电台开了商业广播的先河，还以最快的速度报道了当时总统选举的结果，引起社会公众的重视。人们有收音机就可以收听到各地的新闻报道，而电台也可以通过广告大赚其钱，因此，美国的广播事业得到了飞速的发展。
1921年，收音机已经大量普及，广播器材与收音机制造业成为美国当时发展最快的工业部门。1924年，美国已拥有600多家商业性无线电台，1926年建立起全美国的无线电广播网。20年代末至30年代初，听广播成为北美最流行的娱乐节目。澳大利亚、丹麦在1921年，苏联、法国、英国在1922年，德国在1923年，意大利在1923年，墨西哥、日本在1925年，都相继建立了无线电台。到30年代，全球性的无线电广播系统已基本形成。1927年，英国成立英国广播公司。1928年，苏联把无线电广播作为宣传教育工具并用50种语言向国外广播。1943年，美国建立“美国之音”电台，并开始向全世界的广播。中国的第一座广播电台建于1923年，是外国人办的。中国人民广播事业于1940年12月创建于陕北，延安新华广播电台是中央人民广播电台的前身。
无线电通讯和广播最初使用的均是长波。第一次世界大战中，美国就开始研究军用短波通讯技术。军事通讯的需要推动了广播信息业的发展。1918年，波长70至150米的发射和接收设备研制成功，新一代电子器件也相应出现。之后，陆续发明了可产生波长为几米的超短波的磁控管、适于超高频的五极管、适于超短波放大和振**的速调管，产生了频率调制技术。美国从1929年开始采用超短波通讯，30年代以后，无线电通讯已进入10米以下的超短波波段。
电视技术的产生
光电管的发明、阴极射线和无线电通讯研究的进展为传播声音和图象的广播技术——电视技术的产生准备了条件。电视技术是由静止图象的无线传真发展起来的，而图象的无线传真又是基于19世纪中叶发明的有线传递技术。
1842年，英国人拜恩（A.Byng，1818—1903）发明了一种通过有线电信传递静止图象的机械扫描装置。1856年，意大利的卡斯特里利用这种装置传递了文字图形。19世纪末，美国人史密斯——电话发明人贝尔的助手，发明了硒光电池。1884年，德国科学家尼普科夫（1860—1940）发明了一种光电机械扫描圆盘，这种圆盘上有排列成螺旋线的洞孔，当圆盘在某一图象前转动时，图象的明暗光线被依次扫描通过圆盘上的洞孔，射到硒光电池上，转变为强弱不同的电信号，利用相应的装置再将这些强弱不同的电信号转变为明暗不等的光信号，按照原有的位置和次序把它们依次显现出来，就形成了一幅与原先的图象相似的画面。这种旋转盘扫描式的传播方式，为电视的发明奠定了基础。1907年，俄国人罗金格（1869—1933）发明了一种可同时从上到下、从左到右扫描画面的机械装置，并采用了阴极射线管，还使用屏幕显示图象。
英国人贝尔德（J.L.Baird，1888—1946）改进了尼普科夫等人的机械扫描系统，用30多条水平扫描线填满整个画面，使用电磁铁偏转电子束的阴极射线管，试验通过无线电播映电视图象。1926年，他将信号从自己的实验室通过电话线传到英国广播公司（BBC）的电台，电台用无线电波将这些信号播放出来，贝尔德在实验室中又收到了自己播发出去的图象。这是第一次成功的电视传播示范。后来，贝尔德又进一步提出了加快画面变换速度的设想，在原来变换一次画面的时间里变换画面三次，而且三次用三原色摄像，接收装置也作类似的彩色处理，以传播、接收彩色电视图像。1928年，英国研制出机械扫描的闭路彩色电视系统。
20世纪20年代，美国也加紧了电视技术的研究。美籍俄国电子学家兹渥里金（Zworykin，Vladimir Kosma 1889—1982）从20年代起就开始了对电子电视系统的研究。1923年，他取得了电子显像管的专利，1928年，研究出高灵敏度的实用显像管，1933年，他又研制成功可供电视摄像用的光电摄像管，实现了电视摄像与显像完全电子化的过程。
1936年8月，英国广播公司在亚历山大宫建立电视台，同年11月2日正式播出电视节目，被视为世界电视事业的开端。电视节目从此进入了人们的家庭。50年代，黑白电视在各国逐渐推开；1954年，彩色电视广播在美国诞生。电视逐渐成为使用最广泛的新闻手段，深刻影响着人们的生活方式和思想方式。
迅速发展的雷达技术
1924年，英国物理学家阿普顿（E.V.Appleton，1892—1965）证实了电离层的存在后，人们便试图利用电磁波测量电离层的高度，即向电离层发出不连续的“电磁波”，通过记录发出波到电离层反射回来的时间，来推算电离层的高度。一次，英国人在进行这样的实验时，空中偶然有飞机飞过，电磁波受到了干扰，于是，实验人员从中受到启发，发现了雷达的原理。
1931年到1933年，因军事防空的需要，英国科学家开始研制雷达，即探测来自飞机的无线电反射波的装置。1935年，英国国立物理所无线电研究室主任沃森瓦特（Robert Watson-Watt，1892—1973）研制成第一部使用1.5cm波的飞机探测雷达装置——CH系统。在临近第二次世界大战爆发的1938年，英国已在其东海岸建立起了防空警戒雷达网。英美的雷达技术在第二次世界大战中一直保持优势，在反潜艇、防空以及对敌空袭中大显身手。而德国的雷达技术则相对落后，以至在战争中几乎没有发挥什么作用。雷达成为盟军在对德作战中取胜的重要因素之一。战后，先进的雷达技术在航天、航空、航海等方面发挥了重要作用。
喷气式飞机的诞生
飞机的发明是20世纪初的事。人类飞行史上的第一架飞机是美国的莱特兄弟[W. Wright （1867—1912）和O. Wright（1871—1948）]研制并试飞成功的。在第一次世界大战之前，飞机已经开始作为先进技术纳入军事装备的行列。1909年，美国成为第一个拥有军用飞机的国家。奥佛（O. Wright）设计制造了第一架可进行军事侦察的飞机。
第一次世界大战后，飞机的动力装置不断得到改进，特别是增压发动机、涡轮增压发动机和变螺距螺旋桨等新技术的采用，使飞机的性能有了很大的提高。第二次世界大战中，飞机的时速已达250千米，高度可达7000米，续航能力超过1000千米。要想进一步提高飞机的速度，活塞式发动机已无能为力。特别是音速，成了活塞式飞机无法突破的屏障。飞机向大型化、载重化发展，需要巨大的动力装置，这也是活塞式发动机无法办到的。在这种需求下，涡轮喷气发动机诞生了。不久，喷气式飞机问世。
喷气式飞机研制成功，意义十分重大，它标志着航空工业进入了一个新时代。喷气式发动机的设想早在1906年就已提出。1928年，英国皇家空军学院的弗兰克·惠特尔（Frank Whittle，1907—1996）发表了阐述空气推进的论文，随后提出了把燃气涡轮用于喷气推进的方案，并很快设计出了喷气推进发动机。但在当时并未引起有关部门的重视。直到第二次世界大战爆发前夕，喷气式飞机才进入了激烈竞争阶段。在这一轮竞争中，意欲发动侵略战争的纳粹德国抢得头筹。1939年8月，德国研制成以涡轮喷气发动机作动力的He-178喷气式飞机。
飞机在战争中发挥了作用，战争又促进了飞机的革新、改进和发展。两次大战之后，军用飞机在转向民用航空方面，都发挥了很大的作用。第一次世界大战之后，美国最早使用飞机横跨大陆邮递信件，并将军用飞机改为民用。19世纪20年代末至30年代初，许多国家相继建立了民用航空公司。民航的建立和发展，为交通运输业注入新活力，也极大地改变了交通运输业的面貌和人们的出行方式。第二次世界大战以后，军用喷气式飞机得到迅速发展，同时，也开始研制民用喷气式客机。在研制民航客机方面，率先取得成功的是英国。1949年，英国德·哈威兰公司研制出第一架喷气式大型客机。“彗星一号”，可乘坐80人，载客容量成倍提高，飞机时速超过800千米，高度可达1万米。从此，制造大型喷气式客机的序幕拉开了。
火箭的发明与运用
现代火箭技术是从19世纪末开始发展起来的，其重要标志是**火箭的产生。用**燃料的火箭和喷气式飞机几乎是同时出现的。**燃料火箭的设想是俄国的奇奥科夫斯基（1857—1935）首先提出的。1903年，他在《利用喷气工具研究宇宙空间》一文中提出火箭飞行和火箭发动机的原理，阐述将火箭用于星际交通的可能性，并提出**燃料火箭的思想和原理图。文中还说明了火箭由地面起飞和在星际空间飞行的条件，并指出，必须设置地球卫星式中间站，才有可能飞向其他行星。因此，奇奥科夫斯基被誉为“宇航之父”。
最初制成火箭的是美国人戈达德（R. H.Goddard，1882—1945）。1901年，他曾撰写了一篇关于太空航行的论文，并从1908年开始研究火箭原理，试验各种火箭燃料，从理论上阐述了液氧和液氢是最好的化学燃料。1918年，他成功发射了自己研制的固体燃料火箭。1930年至1935年间，他又试验发射了多枚火箭，高度达到2500米，时速超过1000千米。到1945年为止，戈达德共取得了包括固体、**火箭推进器和多级火箭技术在内的214项专利，对美国火箭技术的发展作出了卓越贡献。
早期遥感技术
早期遥感技术是通过空中摄影和仪器扫描获取地面信息的方法。要进行空中摄影和仪器扫描，必须有一个空中装置作裁体，用以安置照相设备或扫描仪器。这种空中装置被称为遥感平台。具体的说，风筝、气球、飞艇、飞机都可以用作遥感平台。早在1858年，图纳里恩利用升空几百米的气球，成功地拍下了巴黎“鸟瞰”照片；1909年，意大利的成尔伯·赖特在飞机上拍摄了第一张航空照片。这些空中摄影可视为遥感技术的开端。
遥感技术的发展，给交战国双方都造成了很大威胁。这一点又促使各国开展对伪装技术的研究，想方设法给对方的遥感仪器造成信息错判。而伪装技术的研究，反过来又促进了遥感技术的提高和发展，促进了新的反伪装遥感仪器的研制。遥感红外相机的出现就是一例。
第二次世界大战后，遥感技术在军事、经济、资源探测等方面继续得到广泛应用。火箭、人造卫星等现代遥感平台和相应现代遥感仪器的出现，使遥感技术在人类生活中发挥的作用越来越大。