Свои открытия в области радиактивности совершают французский физик Пьер Кюри (1859–1906) и его жена М. Складовская-Кюри (1867–1934), которая родилась в Польше, входившей тогда в состав Российской Империи (другом отца Марии был Д.И. Менделеев). В 1898 г. супруги Кюри открывают полоний и радий и исследуют радиоактивное излучение. В 1903 г. ученые были удостоены Нобелевской премии. За работой учёных с интересом наблюдали и в России.
В апреле 1895 г. А.С. Попов (1859–1905/06) на заседании Русского физико-химического общества выступил с докладом об использовании электромагнитных волн для передачи сигналов на расстоянии. Это был первый в мире радиоприёмник.
В естествознании формируется теоретический синтез и как следствие возникают новые науки: геохимия, биохимия, биогеохимия и т. п. Складываются научные концепции, связанные с пересмотром устоявшихся представлений о Вселенной. Оказалась востребованной не понятая современниками геометрия Н.И. Лобачевского (1792–1856), постулаты которой были опубликованы ещё в 1829–1830 гг. Альберт Эйнштейн (1879–1955) работает над своей теорией относительности, принципы которой были изложены уже в XX в.: в 1905 – частная теория относительности, в 1907–1916 – общая. Научные новости быстро доходили до русских учёных, чему способствовали многочисленные журналы – «Вокруг света», «Научное обозрение», «Природа» и др.
В конце XIX столетия разрабатывается современная аэродинамика, основоположником которой считается Н.Е. Жуковский (1847–1921). КЭ. Циолковский (1857–1935) в своих трудах формирует основы космонавтики. В 1903 г. в статье «Исследование мировых пространств реактивными приборами», опубликованной в журнале «Научное обозрение», учёный изложил теорию движения ракет. Последователем Циолковского был А.Л. Чижевский (1897–1964), ставший одним из основоположников гелиобиологии.
П.Н. Лебедев (1866–1912), создатель русской научной школы физиков, экспериментально доказал существование давления света, возможность измерения его величины. Его труды сыграли важную роль в разработке теории относительности, квантовой теории и астрофизики. Русский физик Б. Б. Голицын (1862–1916) разрабатывает основы сейсмологии как науки.
Труды В.И. Вернадского (1863–1945) определили создание смежных областей знания: биохимии, радиогеологии, биогеохимии. Учёный считается основоположником научно-философского учения о ноосфере как особой оболочке планеты.
Физиолог И.П. Павлов (1849–1936) создает учение об условных рефлексах и высшей нервной деятельности человека и животных. В 1904 г. И.П. Павлову, первому из русских учёных, была присуждена Нобелевская премия. Открытия в области биологии и патологии совершает И.И. Мечников (1845–1916), он разрабатывает эволюционную эмбриологию и иммунологию. В 1886 г. учёный основал первую в России бактериологическую станцию, а в 1908 г. стал Нобелевским лауреатом.
Продолжается