西方科学技术最初是通过耶稣会的传教士们传入中国的。传教士来华的目的当然是传教，但为了达到这一目的，他们必须首先在中国这块土地上站稳脚跟，必须取得中国士大夫的信任。传教士很快就发现，注重实用的中国人对西方的科学比对西方的宗教更有兴趣，为了取得信任，他们首先献上了西方的科学。
传教士大批来华是在明朝万历年间。他们之中比较有科学知识的、在华影响也比较大的有：1582年来华的意大利人利玛窦、1622年来华的德国人汤若望、1659年来华的比利时人南怀仁、1613年来华的意大利人艾儒略等。他们带来了西方的天文、数学、地学、物理学和机械学知识。
数学方面，利玛窦与徐光启合作翻译了《几何原本》前6卷，是传教士来中国翻译的第一部科学著作。利玛窦与李之藻合作编译了《同文算指》，介绍西方的笔算。穆尼阁引入了对数。中国学生薛凤祚将其所传编成《历学会通》，其中包括对数表和三角函数对数表。
天文学方面，利玛窦与李之藻合作著述了《浑盖通宪图说》《经天该》和《乾坤体义》，介绍西方当时的天文学理论如日月食原理、七大行星与地球体积的比较等。徐光启在传教士们的协助下按照西方天文学理论重新修订历法，编写了《崇祯历书》。由于保守势力的阻挠，新法未得实施。清朝时，汤若望将新法献给顺治皇帝，得以颁行。后南怀仁继续主持皇家天文历法工作，补造了6种天文仪器：天体仪、黄道经纬仪、赤道经纬仪、地平纬仪、地平经仪、纪限仪。
地学方面，利玛窦来华时给中国带来了第一张世界地图。该图后来多次修订和重印。诸版本中以《坤舆万国全图》最为著名。西方的经纬度制图法、大地的球状理论、五大洲、气候五带等传入中国后，在当时的中国知识分子阶层引起了强烈的震动。人们不相信地球是一个球体，不相信中国之外的世界如此之大。利玛窦之后有不少传教士继续向中国人介绍西方的地学知识。
物理学方面，汤若望著《远镜说》，介绍了望远镜的制造、用途和原理，以及有关的几何光学知识。邓玉函与王徵合作的《远西奇器图说》讲述了静力学的基本原理，描述了各种机械的静力学原理。此外，汤若望还将西方的火器制造技术介绍给了中国朝廷。
顺治和康熙两朝（1644—1722）对传教士比较信任，西学遂大量传入。康熙47年至57年（1708—1718），由传教士主持在全国开展大地测绘工作，并绘制成了《皇舆全图》。此图是当时世界上最精确的地图。传教士们将中国地图带回欧洲，使欧洲人对亚洲有了新认识。在康熙本人的支持下，传教士张诚、白晋和中国学者梅瑴成主持编写了《数理精蕴》这部介绍西方数学知识的百科全书。雍正皇帝登基以后，当局开始对传教士不满，西学传入受阻。1773年，罗马教皇解散了传教士所属的耶稣会，西学东渐遂中止。
传教士带来的西洋科学，在中国的土地上并没有生根发芽，只是在符合封建统治者的需要时才得以有限传播。它的影响面只涉及精确历法的修订、对全国版图的测绘、先进军用火器的制造，以及宫廷中供观赏和摆设的自鸣钟等机械玩具的制造等，对我国传统的科学技术体系整体上没有什么触动，有时甚至遭到严厉的抵制。比如，杨光先强烈地反对推行汤若望主持的新历法，理由是“宁可使中夏无好历法，不可使中夏有西洋人”。只有历法和算学有个别例外。历学家王锡阐和算学家梅文鼎注意吸取西学的长处，在历算两方面取得了一些成就。但是，当时知识分子中间普遍的心态是故步自封、夜郎自大。传统文化对外来文化的排斥非常厉害，他们或者认为西学在我国古已有之，只是后来失传，或者认为中学西学不分高下，或者认为西学还不如中学，或者认为西学实际上源于中学。就连徐光启、李之藻、梅文鼎这些接受西学比较积极的科学家也不例外。
