Вытеснение арабов и испанская колонизация в завершающий период Реконкисты (14—15 вв.) сопровождались созданием новых центров испанской науки. Возникли университеты в Лериде (1300), Уэске (1334), Вальядолиде (1346), Валенсии (1500), Барселоне (1450). В 70-х гг. 15 в. в И. появилось книгопечатание. Развитие торговли и промышленности, связанное с объединением И., обусловило прогресс кораблестроения, навигации, картографии и создало предпосылки для морских путешествий и географических открытий. Конец 15 в. совпал с периодом расцвета культуры и научной мысли И. В 1492 Колумб открыл Америку. В 15—16 вв. испанские путешественники и некоторые конкистадоры внесли большой вклад в изучение географии Америки. Наиболее известны В. Нуньес де Бальбоа, А. Охеда, Х. де ла Коса, Э. Сото, Х. Элькано, В. Я. Пинсон, А. Ниньо, Р. де Бастидас, П. де Леон, Х. Д. де Солис, Ф. В. Коронадо. Главным центром научной активности становилась Севилья, через которую в основном осуществлялась связь с американскими колониями. Здесь в 1503 была организована Торговая палата (Casa de Contratacion), при которой были созданы кафедры математики, астрономии, картографии, гидрографии и артиллерии. В начале 16 в. там преподавали и проводили научные исследования Д. де Энсисо, Ф. Колумб, А. де Санта-Крус, П. Медина, разрабатывавшие основы новой космографии и навигации. Х. Муньос в 1572 наблюдал переменные звёзды, П. Сархуэло изучал атмосферную рефракцию. В И. в этот период уже была хорошо известна система Коперника. Разработка проблем астрономии, навигации, картографии содействовала развитию вычислительной математики.
Исследования в области физики и химии также стимулировались потребностями мореплавания, горного и металлургического дела. Санта-Крус и М. Кортес изучали явления земного магнетизма (одним из первых обнаружил магнитное склонение Х. Колумб); Гарсес проводил в шахтах Перу опыты по обогащению серебряных руд с помощью ртути; П. де Баргас применял марганец для получения стекла; Бустименте, Сааведра и Контрерас усовершенствовали печи для очистки ртути; идею атмосферного давления разрабатывал А. Монтано, оригинальный насос для извлечения воды из шахт изобрёл Ф. Г. Гарай; Б. де Гарай использовал на судах бортовые колёса, приводимые в движение мускульной силой, и т. д.
С открытием Америки был связан подъём и в области ботаники и зоологии. Д. А. де Чакос описал ряд американских растений, неизвестных в Европе. Ценные сведения по ботанике, зоологии, географии Америки содержались в сочинениях Б. Лас Касаса, Ф. де Овьедо, Н. Монардеса. Одну из первых научных экспедиций в Америку возглавил Ф. Эрнандес (1570). Европейской известностью пользовались врачи-учёные Ф. Вальес, А. Перейра и др. М. Сервет, выдающийся гуманист и анатом, открыл в 1536 малый круг кровообращения. Приговорённый инквизицией к сожжению, он бежал в Женеву, где был обвинён Кальвином в ереси и сожжён на костре (1553). Против схоластической науки выступали философ и педагог Л. Вивес, философ и врач Х. Уарте, врач-учёный А. Перейра. Во 2-й половине 16 в. и в 17 в. И. вступает в полосу политического и экономического упадка, разгула инквизиции, сопровождавшихся катастрофическим упадком науки. Лишь в медицине отмечались в ту пору некоторые достижения. В начале 17 в. разработкой основ педиатрии занимались Х. Сориан и Ф. П. Каскалес, во 2-й половине века успешно проводили исследования кровообращения и нервной системы Г. В. де Собремонте и Х. Б. Хуанини.
В середине 18 в. в И. наметилось некоторое оживление в экономике и культуре. В связи с изгнанием иезуитов (1767) возникла возможность частичного отделения учебных заведений от церкви. Наряду с укреплением университетов создаётся ряд новых учебных и научных учреждений. Организуются научные экспедиции в Латинскую Америку, Австралию, на Филиппины. Наиболее значительных успехов достигли в этот период испанские минералоги и химики. Братья д’Элуяр выделяют из минерала вольфрамита новый элемент вольфрам (1783), А. М. дель Рио в 1801 открывает в мексиканских свинцовых рудах ванадий и называет его эритронием; тождество этого элемента с переоткрытым впоследствии ванадием установил немецкий химик Ф. Вёлер. А. де Ульоа одним из первых описал свойства платины.
Исследования по механике и теплоте носили прикладной характер и были тесно связаны с потребностями техники (Меса, 1749, — ткацкий станок нового типа; Клавихо, 1796, — паровой насос для откачки воды и т. д.).
В области биологии и медицины большой известностью пользовались: Х. С. Мутис, ботаник и врач, организатор биологической экспедиции в Колумбию; Ф. д’Асара, внёсший существенный вклад в изучение флоры и фауны Южной Америки; М. Барнадес, описавший более 2000 растений, из них 300 неизвестных; К. Д. Гарсиа, автор «Описания новых растений Севильи» и «Описания Королевского ботанического сада в Мадриде»; А. Пикер, переводчик и комментатор Гиппократа и автор ряда медицинских сочинений; Ф. С. де Луке, разработавший учение о пульсе; педиатры-исследователи Иберти и Сантпоус, впервые изучившие некоторые детские болезни; хирург А. де Химбернат и др. В 1803 в Америку была послана экспедиция для прививки оспы под руководством Ф. Х. Бальниса. Некоторое оживление происходит и в области математики, астрономии и геодезии. Систематические астрономические наблюдения начинаются в обсерватории, основанной Х. Хуаном в Кадисе. Организуется научная экспедиция для измерения силы тяжести в различных точках земного шара с целью определения его формы.
Развитие промышленности, ускорившееся в И. в 20—30-х гг. 19 в., требовало подготовки научно-инженерных кадров и стимулировало развитие научных исследований. В 1823 открывается Школа гражданских инженеров, в 1850 в Барселоне — Индустриальная школа. В 1850 создаётся Комиссия по разработке Геологической карты И. под рук. Ф. де Кастро. Работа была закопчена в 70-х гг. 19 в. и имела для И. огромное значение. Однако уровень испанской науки даже во 2-й половине 19 в. продолжал оставаться невысоким в сравнении с научным уровнем передовых европейских стран. Крупных успехов достигли в 19 в. испанские биология и медицина. Во 2-й половине века складывается гистологическая школа, возглавляемая А. Маэстре и Э. Г. Сола; с ней непосредственно связаны работы выдающегося гистолога и исследователя нервной системы С. Рамона-и-Кахаля, получившего в 1906 Нобелевскую премию. Активными сторонниками и пропагандистами эволюционного направления в биологии были А. Мачадо-и-Нуньес, Р. Гарсиа-и-Альварес, А. Гонсалес де Линарес и др. Одним из крупнейших философов-материалистов был врач и психолог Мата-и-Фонтанет, продолжатель учения Х. Уарте.
В 20 в. требования, выдвигавшиеся ростом промышленности, техническим прогрессом и начавшейся научной революцией, диктовали необходимость улучшения организации науки и в отсталой И. В 1900 создан институт биологических исследований, в 1907 организован Совет по развитию научных исследований, субсидировавший некоторые научные разработки. Были основаны Лаборатория физических исследований, Математическая лаборатория, Музей естественных наук и др. В Лаборатории физических исследований, возглавлявшейся Б. Кабрерой, успешно велись работы по магнетизму, спектроскопии, кристаллофизике, физической химии. Х. Паласиос создал испанскую школу рентгеноструктурного анализа. В 1922 М. Каталан открыл явление мультиплетности атомных спектров. В 1932 лаборатория была реорганизована в Национальный институт физики и химии. Физические исследования проводятся и в Лаборатории автоматики, где изучается передача, приём и распространение электромагнитных волн.
В 20-е гг. в области математики работал Х. Рей Пастор, известный своими трудами по проективной геометрии и истории физико-математических наук. Комплекс исследований по энтомологии провёл И. Боливар. Крупными специалистами в области общей патологии были в 1-й четверти 20 в. Л. Корраль-и-Маэстро, Р. Н. Сантос, в патологии и эндокринологии — Г. Мараньон-и-Посадильо, в офтальмологии — Р. Кастральехо Брионес.
