Осадные орудия были настильного действия (баллисты, метавшие стрелы и камни) и навесного (катапульты) для бросания крупных тяжестей. К вражеским крепостям подвозились на колесах осадные башни с лестницами и мостиками. Успехи химии позволили уже в раннее средневековье применять зажигательные смеси, самой известной из которых был изобретенный в Византии «греческий огонь». В его состав входили сера, льняное масло, каменная соль, смола, нефть, негашеная известь, толченый спекшийся песок, деготь и селитра. Византийцы еще в VII в. соорудили для выплескивания страшной жидкости катапульту с тремя настильными фонтанировавшими трубами. Затем они стали начинять этой смесью хейросифоны — гранаты, из которых разлетались кусочки пасты, смоченные воспламеняющейся жидкостью. На Западе идентичную гранату австрийцы создали только в 1435 г. С XIII в. применялись зажигательные ракеты.
Новую эру в военном деле ознаменовало изобретение огнестрельного оружия. Дамасские арабы еще в 692 г. применили порох, осаждая отколовшуюся от Халифата Мекку. Европейцы испытали на себе пугающее действие этого взрывчатого вещества впервые в 1118 г., когда они обороняли от мавров Сарагосу. Широкое применение пороха стало возможным после опытов немецкого алхимика Бертольда Шварца, создавшего из селитры, серы и древесного угля дымную черную смесь. Сначала порох использовали для стрельбы из кульверт (на Руси — арматы, или битяки) — металлических труб, лежавших на деревянных подставках и извергавших каменные ядра (с XIV в. — железные, с XV в. — чугунные). Заряд воспламенялся от обмазанной селитрою горящей паклевой ленты, подносимой щипцами пальника. К XV в. вместо ручного пальника приспособили фитильный замок, в котором спуск приводил в движение рычаг с тлеющим фитилем. Первое массовое использование пушек отмечено источниками в 1308 г., когда Фердинанд IV Кастильский осаждал арабский Гибралтар. Интенсивно применялись пушки во время Столетней войны (1337—1453). В конце XV в. Карл VIII Французский, готовя войско к итальянскому походу, впервые водрузил пушки на постоянные лафеты, резко увеличив их подвижность. Одновременно пушку приспосабливали для осады и обороны крепостей, преобразуя ее в бомбарду, которая лежала на деревянном срубе, упиравшемся в сваи. Порох использовали также в фугасах для подрыва стен.
Ружье впервые Европа увидела у арабов в XII в.: эта модфа стреляла ядрышками, заряд воспламенялся раскаленным прутом. Европейцы стали применять ружья в первой половине XIV в. Сначала это была кулеврина, которая стреляла каменными, потом свинцовыми пулями, заряжалась с дула, заряд воспламенялся фитилем, воин носил пороховой запас на поясе. Вариантом была аркебуза с коротким стволом, которую в XIV в. обслуживали еще два человека, а в войне Алой и Белой розы (в Англии) она стала использоваться как индивидуальное оружие. Оснащение армии личным стрелковым оружием и артиллерией на лафетах обусловило в дальнейшем переход к линейной тактике военных действий. Эпоха рыцарства уходила в прошлое.
Значительный прогресс наблюдался в строительстве. Применявшиеся тогда стройматериалы — камыш, солома, дерево, камень разного рода (песок, гравий, щебень, булыжник, бутовые обломки), горные породы (базальт, туф, известняк, песчаник, гранит, мрамор), глина, металлические трубы, балки, стержни, проволока, скобы, болты, гвозди, гайки. Использовались также облицовочные материалы, стекло, обои, краски, керамика. Самыми распространенными, особенно в степях, были глинобитные здания из трамбованных слоев глины и земли с растворной прослойкой между ними. В лесной местности преобладали деревянные строения.
В городах при сооружении крупных зданий первоначально исходили из античных традиций там, где они сохранились (Испания, Южная Галлия, Италия, особенно Византия). Здесь по-прежнему возводили многоэтажные каменные дома, применяли римские правила строительства с кирпичной кладкой. Попытки восстановления этих традиций на Западе наблюдались при строительстве церквей в Галлии с VI в., в Англии — с VII в., при сооружении немецких королевских пфальцев в Аахене, Нимвегене и Ингельхайме — с VIII в. Впервые в средние века полное применение этих римских правил было заново осуществлено в Западной Европе при возведении в XI в. Трирского собора. С XII в. в Германии повсюду стали строить из обожженного короткого толстого кирпича. До того европейцы пускали в ход плоскую и широкую плинфу римского и византийского образца. Ремесло мраморщиков сохранилось в VI в. только в Византии и Аквитании; лишь с XII в. англичане стали широко использовать пербекский мрамор. В раннее средневековье каменные блоки укладывались насухо, без раствора. Во II тысячелетии применение раствора при строительстве стало повсеместным. Из других средневековых нововведений назовем облицовочный кафель (Португалия), печные изразцы (Германия и Русь XIII в.), обычную черепицу (Англия XIII в.) и полуциркульную с крепежным зубом (XIV в.), цемент (XIV в.), армированный берестою деготь для обмазки кровель.
Быстрый подъем, строительного дела всякий раз был связан с социальными сдвигами: утверждение класса феодалов как господствующего породило массовое возведение замков, а отделение ремесла от земледелия — постройку городских укреплений, домов, ратуш, соборов. В областях с сильной центральной властью при сооружении общественных зданий действовала подрядная система: сеньоры сговаривались из года в год с корпорациями строителей либо приглашали бродячие артели. Такие артели появились впервые в VII в. в Ломбардии. Вскоре в Западной Европе слова «ломбардец» и «каменщик» стали синонимами. В немецких городах с XIII в. появляются строительные мастерские, хранившие свои цеховые секреты. Однако потребность возводить здания разного назначения и учитывать вкусы заказчика была плохо совместима с цеховой регламентацией. Городские артели часто организовывал светский господин. Так, в Киеве, Новгороде, Полоцке, Чернигове и Переяславле-Русском с XI в. соборы возводились княжескими артелями. До монголо-татарского нашествия этими артелями было сооружено на Руси свыше 150 каменных зданий, а всего они участвовали тогда в сооружении 264 церквей, 143 монастырей и не менее 100 городов. В XIV в. на Руси возникают уже сугубо городские артели из мастеров различных профессий во главе с архитектором. Устойчивыми трудовыми приемами владели члены монастырских строительных артелей. Западноевропейские источники упоминают в их числе архитекторов, формовщиков и обжигальщиков кирпичей и извести, изготовителей раствора, каменотесов, штукатуров, землекопов, деревообработчиков, стекольщиков, прислугу подъемных механизмов, художников, ваятелей, кузнецов, токарей и грузчиков. В таких артелях изобрели в XII в. колесную тачку и раму-волокушу. Первый в Западной Европе инженерный учебник строительного дела написал в 1472 г. итальянец Р. Вальтурий. Успехи строительного дела способствовали развитию архитектуры в тех регионах Европы, где каменное зодчество в раннее средневековье было редкостью (вне Византии и Италии), и появлению новых архитектурных стилей, сначала в храмовых, а затем и в гражданских сооружениях.