В средневековой науке выделяются четыре больших направления. Первое — физико-космологическое, ядром которого является учение о движении; на основе аристотелевской натурфилософии оно объединяет массив физических, астрономических и математических знаний, послуживших почвой для развития математической физики Нового времени.

Второе — учение о свете, оптика в узком смысле слова является частью общей доктрины - «метафизики света», в рамках которой строится модель вселенной, соответствующая принципам неоплатонизма. Следующее направление средневекового знания составляют науки о живом, они понимались как науки о душе, рассматриваемой как принцип и источник и растительной, и животной, и разумной жизни, и содержали богатый эмпирический материал и систему аристотелевского толка. Наконец, комплекс астролого-медицинских знаний (к которому в известном отношении примыкает также учение о минералах) и алхимию следует выделить как особое направление средневековой науки.

Алхимия представляет собой специфический феномен средневековой культуры — нечто целостное, включающее в себя такие компоненты, как научные обобщения и фантазии, рациональная логика и мифология. Алхимический рецепт — это форма познания природы, связанная с особенностями средневекового мышления. Согласно христианской догматике, мир есть изделие (Лактанций), т.е. мир вышел из рук бога законченным, совершенным. Вот почему любое действие — лишь комментирование мира, копирование образца. Фундаментальной особенностью средневекового мышления является его рецептурный характер, связанный с его авторитарностью и иерархичностью, причем средневековый рецепт — и действие, и священнодействие сразу. Таким образом, в алхимии как бы вместе проявляются иррационалистическая и рационалистическая тенденция средневековой культуры Запада.

Рационалистическая тенденция средневековой культуры весьма ярко обнаружилась в трудах английского ученого монаха францисканского ордена Роджера Бэкона (1214—1292). Он был одним из первых, кто настаивал на необходимости опытного познания природы, противопоставляя опытное знание ложным авторитетам. В своих сочинениях, основным из которых был «Большой труд», он выдвигает ряд замечательных догадок, мечтает о летательных аппаратах, о подъемных кранах, облегчающих труд человека. Р.Бэкон установил способы получения многих химических веществ, составил рецепт пороха; его сочинения католическая церковь предала анафеме, а он сам провел 14 лет в заключении.

Кроме схоластики в средние века существовали иные направления в философии и богословии, которые вели борьбу со схоластикой. Одним из таких направлений была мистика, чьи представители отвергли необходимость изучать Аристотеля и пользоваться логическими

Мистики считали, что религиозные доктрины познаются не с помощью разума и науки, а путем интуиции, озарения или «созерцания», молитв и бдений. К известным мистикам средневековья относятся Бернард Клервовский, организатор второго крестового похода, Иоганн Баулер и Фома Кемпийский, написавшие немало произведений и оказавшие большое влияние на деятельность немецких реформаторов радикального направления XVI в. Мистики отрицали роль разума в познании мира и бога и в этом отношении были более реакционными, чем схоласты. Но среди них были сильны демократические настроения, мистические секты критически относились к феодальному строю и предсказывали необходимость переворота и установления царства божия на земле. К ним относился Иоахим Флорский (1132—1202), предвещавший наступление на земле тысячелетнего царства, в котором не будет частной собственности, неравенства и эксплуатации.

В XII—XIII вв. под влиянием школьного и университетского образования в городах Западной Европы развивалась латинская литература (на церковные и светские сюжеты): стихотворения с описанием природы и обличительные произведения, осуждающие пороки духовенства. Особое место в этой литературе занимала поэзия вагантов — "бродячие", появившаяся в Германии, Франции, Англии и Северной Италии. Расцвет поэзии вагантов совпал с развитием школ и средневековых университетов; носителями этой поэзии были бродячие студенты. Их вольнодумная, озорная поэзия была очень далека от аскетических идеалов средневековья; ваганты шли по пути создания чисто светской литературы. Они воспевали беспечное веселье, свободную жизнь: «Бросим все премудрости, побоку учение, наслаждаться в юности — наше назначение .» Очень остро в их поэзии звучали сатирические антиклерикальные ноты; они резко обличали римско-католическую церковь: «Рим и всех и каждого грабит безобразно; пресвятая курия — это рынок грязный!»

Ваганты были связаны с традициями латинской поэзии и заимствовали у нее стихотворные ритмы, даже когда писали пародии на богослужебные тексты. Большое влияние на их стихи оказала античная поэзия. Иногда в стихах вагантов звучали жалобы на их бесприютную и необеспеченную жизнь. «Не для суетной тщеты, не для развлечения — из-за горькой нищеты бросил я учение». Церковь не уставала преследовать вагантов и за критику пороков церкви, и за прославление радостей земной жизни.

В XI—XII вв. оформился и был записан героический эпос, который до этого передавался только в устной традиции. Героями народных сказаний были обычно воины, защищавшие свою страну и свой народ; в эпических сказаниях воспевались храбрость, сила, верность, воинская доблесть. Записанный в условиях феодализма, героический эпос испытал на себе влияние рыцарских и церковных представлений: героями эпоса всегда были преданные вассалы своих сюзеренов, защитники христианства. Величайшим памятником французского эпоса является «Песнь о Роланде», где франки оказываются жертвой низкого предательства графа Ганелона, в лице которого автор поэмы осуждает вероломство и феодальный произвол. Ганелону противопоставлен патриот Роланд, считающий целью своей жизни служение императору и «милой Франции». Но Роланд является также и верным вассалом своего сюзерена Карла: «Ведь для сеньора доблестный вассал обязан претерпеть великие страданья: снести и холод, и палящий жар и за него и плоть и кровь отдать .» Образ Карла воплощает идею государственного единства и величия. Во времена крестовых походов этот эпос служил призывом к борьбе христиан против «неверных».

Крупнейшим памятником немецкого героического эпоса является "Песнь о Нибелунгах "(1200). В основе эпоса лежат древние германские сказания времен «великого переселения», историческая основа произведения — гибель Бургундского королевства, разрушенного гуннами в 437 г. Но весь характер песни связан скорее с феодальной рыцарской Германией XII в., чем с жизнью варварского общества V в.: при дворе бургундских королей царят рыцарские обычаи, проводятся пышные празднества, турниры. На этом основании некоторые зарубежные критики утверждают, что поэма — апофеоз феодальных порядков; но это скорее осуждение злодеяний феодального мира. Произведения средневекового эпоса типа «Песни о Роланде» или «Песни о Нибелунгах» — выдающиеся памятники мировой культуры.