中国古达的四大发明在人类文明史上的重要地位，是中国成为文明古国的标志之一。正如马克思所言，中国古代的四大发明对世界和人类的发展进步做出了巨大贡献，但四大发明究竟是怎么传到国外的，人们却知之甚少。在中国古代的四大发明之中，造纸术是最早传播到其他国家的。公元751年，唐朝大将高仙芝率军与大食(阿拉伯帝国)将军沙利会战于中亚重镇怛逻斯(今哈萨克斯坦的江布尔)。激战中，由于唐军中的西域军队发生叛乱，唐军战败。怛逻斯之战后，唐军中的部分造纸工匠被阿拉伯军队俘虏。沙利将这些工匠带到中亚重镇撒马尔罕，让他们传授造纸技术，并建立了阿拉伯帝国第一个生产麻纸的造纸场。从此，撒马尔罕成为阿拉伯人的造纸中心。
随后，源自中国的造纸术随着阿拉伯大军迅速传到叙利亚、埃及、摩洛哥西班牙和意大利等地。为了解决欧洲纸张质量低劣的问题，法国财政大臣杜尔阁曾希望利用驻北京的耶稣会教士刺探中国的造纸技术。乾隆年间，供职于清廷的法国画师、耶稣会教士蒋友仁将中国的造纸技术画成图寄回了巴黎，中国先进的造纸技术才在欧洲广泛传播开来。1797年，法国人尼古拉斯·路易斯·罗伯特成功地发明了用机器造纸的方法，从蔡伦时代起中国人持续领先近2000年的造纸术终于被欧洲人超越。
由于蒙古人在其征服地区广泛使用纸钞，因而，作为纸钞的印刷方法，活字印刷术也顺着丝绸之路西传至西亚、北非一带，随后又进入了欧洲。除纸钞之外，宗教画和纸牌也促成了欧洲人接受印刷技术。纸牌虽小，却综合了手绘、木版印刷等各种方法，成了欧洲人学习、掌握雕版印刷术最直接的途径。蒙元时期，欧洲人沿丝绸之路来到中国，学会了使用木活字。由于欧洲人使用的拉丁字母结构简单，且只有26个字母，比汉字更适合活字印刷。1450年，德意志人古腾堡在美因茨城的工厂中发明了哥特体拉丁文金属活字印刷技术，解决了长期困扰欧洲人的字形问题。
中国古代在战争中使用火器的最早记载，出现在唐朝末年。南宋初年，军事学家陈规发明了一种管形火器——火枪。这在人类使用火药的历史上，是一个巨大的飞跃。公元1234年蒙古灭金之后，将在弄封等地虏获的工匠和火器全部掠走，还把金军中的火药工匠和火器手编入了蒙古军队。次年，蒙古大军发动了第二次西征，新编入蒙军的火器部队也随军远征。在随后的几年中，装备火器的蒙古大军横扫东欧平原。1241年4月9日，蒙古大军与3万波兰人和日尔曼人的联军在东欧华尔斯塔德大平原上展开了激战。
根据波兰历史学家德鲁果斯《波兰史》一书的记述，蒙古大军在这场会战中使用了威力强大的火器。波兰火药史学家盖斯·勒躲在战场附近的—座修道院内，偷偷描绘了蒙古士兵使用的火箭样式。根据盖斯勒的描绘，蒙古人从一种木筒中成束地发射火箭，因为在木简上绘有龙头，因此被波兰人称作“中国喷火龙”。蒙古人灭亡阿拉伯帝国后，建立起了伊利汗国。这里迅速成为了火药等中国科学技术知识向西方传播的重要枢纽。而配备火药武器的蒙古军队在欧洲的长期驻扎，给欧洲人偷窥火药技术提供了机会。
大约在公元3世纪前后，中国人发现了磁石能够吸铁的特性，同时还发现了磁石的指向性，并依此特性制造了“司南”。大约在10世纪的北宋时期，中国人已将指南针用于海上导航。在北宋人朱或1119年成书的《萍洲可谈》中，有这样一段文字：“甲令海舶，大者数百人。小者百余人……舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针”。
一些外国学者在翻译这段文字时，误将其中的“甲令”(南宋政府的命令)一词翻译成了往来海上的阿拉伯船长的名字，因此就一错再错，得出了最早装备指南针的不是中国海船，而是阿拉伯海船的错误结论。实际上，中世纪时阿拉伯人海船船体狭小，根本无法容纳百余人。当时往来南中国海、印度洋和波斯湾之间的商船，能够容纳上百人的只有中国海船，连阿拉伯商人也经常搭乘中国海船。宋代与阿拉伯的海上贸易十分频繁，中国开往阿拉伯的大型船队有指南针导航，阿拉伯人是很容易从中国商船上学到指南针的用法的。