人類工業史上許多最重要的發明，包括軋棉機、通用零件、生產線等。，起源於美國，其中工業生產線尤為重要，使得工業量產從夢想變為現實。其他重要的發明包括飛機、燈泡和電話。
美國在20世紀策劃了曼哈頓原子彈計劃、阿波羅登月計劃和人類基因組計劃。第二次世界大戰期間，美國首先研制出原子彈，將人類科技帶入了原子時代的新時代。冷戰開始後，美國在太空科技上取得成功，並在太空競賽中領先，帶動了火箭技術、武器研究、材料科學和計算機的巨大進步。美國在計算機和網絡的發展史上做出了巨大的貢獻，包括二戰發明的計算機，早期的軍事化應用，個人電腦的發展和創新。美國國防部建立的ARPA網絡是網絡技術的先驅。
在科學研究方面，美國學者獲得了很多諾貝爾獎，尤其是在生物學和醫學領域。美國國家健康研究中心是美國生物醫學的重點，完成了人類基因組計劃，使癌癥、阿爾茨海默病等疾病的治愈研究進入重要階段。負責航空航天研究的政府機構是美國國家航空航天局。波音和洛克希德·馬丁等私營公司也發揮了重要作用。美國國家科學院、國家工程院、國家醫學院和國家自然基金會是美國科學界排名前四的學術機構。除自然科學基金外，其他三個研究所分別授予院士稱號。
在美國，教育管理是州或地方政府的責任，而不是聯邦政府的責任。但聯邦教育部可以通過控制教育基金來施加壹定程度的影響。根據美國教育部公布的數據，2008年美國各級教育總支出約為1.093億美元，占當年GDP的7.6%。其中60.5%用於中小學基礎教育，39.5%用於高等教育及相關科研項目。
學生有法定義務在公立學校接受從幼兒園到12年級的教育:小學五年，初中三年，高中四年，分為公立和私立，大部分是公立學校，實行免費義務教育制度。中小學壹般免費或半費提供午餐，學生由校車接送。
在美國，16-18歲必須上學。許多州要求妳必須學習到18歲。有些州只規定妳必須學習到14歲。學生可以上公立學校、私立學校或家庭學校。在大多數公立和私立學校，教育分為三個層次:小學，初中和高中。
在美國，65，438+08歲高中畢業後，學生可以不通過高考進入高校，成績優秀的學生可以優先進入好大學學習。
美國有許多大學。從移民美國的清教徒創辦美國第壹所大學哈佛大學開始，美國高等教育繼承了英國劍橋大學、牛津大學等歐洲古代大學的傳統。截止到2014，有2615所四年制大學提供學士、碩士和博士學位。兩年制社區學院多達3400所。
美國的教育水平在聯合國經濟指數調查中排名世界第壹，美國的很多高校都很有競爭力，包括斯坦福大學、耶魯大學、麻省理工學院、哥倫比亞大學等等。世界500強大學中，美國占168，前20強大學中，美國占17。