Nhật Bản thuộc nhóm các quốc gia dẫn đầu thế giới trong các lĩnh vực về nghiên cứu khoa học công nghệ máy móc, nghiên cứu y học. Năm 2006, gần 700.000 nhà nghiên cứu chia sẻ 130 tỉ USD của ngân sách nghiên cứu và phát triển, đứng hàng thứ 3 trên thế giới.

Một vài đóng góp công nghệ quan trọng của Nhật Bản là những phát minh trong các lĩnh vực điện tử, ô tô ,máy móc, robot công nghiệp, quang học, hóa chất, chất bán dẫn và kim loại. Nhật Bản dẫn đầu thế giới trong ngành khoa học robot, đây là quốc gia sở hữu hơn nửa (402.200 trong tổng 742.500) số robot cho công nghiệp sản xuất (năm 2000). Nhật Bản đã phát minh ra QRIO, ASIMO và Aibo. Nhật Bản cũng là nước sản xuất ô tô lớn thứ hai trên thế giới (sau Trung Quốc, năm 2012)và là quê hương của 6 trong tổng số 15 nhà sản xuất ô tô lớn nhất toàn cầu cũng như 7 trong số 20 nhà sản xuất chất bán dẫn lớn nhất thế giới.

Nhật Bản đang có những kế hoạch rất sáng sủa trong ngành thám hiểm không gian, trong đó có kế hoạch xây dựng một trạm Mặt Trăng vào năm 2030. Cơ quan thám hiểm không gian Nhật Bản (JAXA) là một trong những thành viên chủ chốt của  trạm vũ trụ quốc tế, đây là cơ quan chuyên nghiên cứu về không gian vũ trụ, các hành tinh, các nghiên cứu hàng không, phát triển tên lửa và vệ tinh.

Vào ngày 1 tháng 6 năm 2008 lúc 6:02am giờ Nhật Bản, tàu con thoi Discovery đã rời bệ phóng  Trung tâm vũ trụ Kennedy , Florida  mang theo Module Kibo cùng nhà du hành Akihiko Hoshide và sáu đồng nghiệp khác, mục đích chính của chuyến đi là lắp đặt phần quan trọng của phòng thí nghiệm Nhật Bản có tên Japanese Pressurised Module (JPM) cùng cánh tay máy dài khoảng 10m phục vụ cho công tác lắp đặt về sau cho Kibo.

Các nhà nghiên cứu Nhật cũng đã phần nào khẳng định được mình qua các lần đoạt giải Nobel. Hideki Yukawa - một trong những nhà khoa học ưu tú xuất thân từ Đại học Kyoto giành giải Nobel về vật lý năm 1949. Sin-Itiro Tomonaga cũng nhận vinh dự tương tự năm 1965. Nhà vật lý chất rắn Leo Esaki sau này xuất thân từ Đại học Kyoto cũng đạt được vinh quang đó năm 1973. Kenichi Fukui của  Đại học Kyoto à một trong các nhà khoa học cùng chia giải Nobel hóa học năm 1981 . Susumu Tonegawa cũng trưởng thành từ Đại học Kyoto trở thành người Nhật đầu tiên từ 2007 nhận giải này với các thành tựu về sinh hóa kể từ khi lãnh vực này được phát triển năm 1987. Các nhà khoa học nghiên cứu về hóa học cũng không chịu kém khi lần lượt nhận giải vào năm 2000, 2001. Hideki Shirakawa (Viện khoa học công nghệ Tokyo) và  Ryoji Tanaka Đại học Kyoto). Năm 2002 là nhà vật lý Masatoshi Koshiba (Đại học Tokyo) và hóa học gia Koichi Tanaka (Đại học Tohoku). Năm 2008, Nhật Bản có bốn nhà khoa học nhận giải Nobel gồm có  Yoichiro Nambu, Makoto Kobayashi, Toshihide Maskawa và Osamu Shimomura. Nhật Bản là đất nước sở hữu nhiều khoa học gia đoạt giải Nobel nhất ở châu Á hiện nay. Không những thế, Nhật Bản cũng là quốc gia giành được nhiều giải thưởng Fields nhất Châu Á, giải thưởng được xem là Nobel Toán học với 3 lần đăng quang: Knihiko Karaira (1954(, Hironaka Heisuke (1970), Mori Shigefumi(1990).

• Tàu cao tốc Shinkansen - Type 500