Nước Ý từng là nơi sinh sống của nhiều nhà khoa học và nhà phát minh: nhà vật lý Enrico Fermi, một trong những người cha của lý thuyết lượng tử và lãnh đạo dự án Manhattan; nhà thiên văn học Giovanni Domenico Cassini; nhà vật lý Alessandro Volta, người phát minh ra pin điện; người đoạt giải Nobel Vật lý Gugliemo Marconi, phát minh ra radio; và Antonio Meucci, người phát minh điện thoại...
Bức họa Mona Lisa nổi tiếng của Leonardo da Vinci
Bên cạnh đó, Ý cũng có nhiều phong trào nghệ thuật, tri thức phát triển ra khắp châu Âu và thế giới, trong đó có phong trào Phục hưng.
Thời kỳ Phục hưng là cuộc tái sinh các giá trị nghệ thuật, tư tưởng, khoa học của thời kỳ Cổ đại và sự sống lại, phát triển rực rỡ của nền văn minh phương Tây. Phong trào Phục hưng thường được coi bắt đầu từ khoảng thế kỷ 14 tại Ý và thế kỷ 16 tại Bắc Âu. Nó cũng được coi là đánh dấu giai đoạn chuyển tiếp của châu Âu từ thời kỳ Trung cổ sang thời kỳ Cận đại, cũng như từ thời kỳ phong kiến sang thời kỳ tư bản.
Phần lớn các bức tranh của nghệ thuật Phục hưng là các bức tranh thờ và bích họa có nội dung tôn giáo được vẽ cho nhà thờ, tranh với các đề tài trần tục hay thần thoại không mang tính tôn giáo, huyền thoại anh hùng hay thần thánh, và chân dung của những danh nhân đương thời. Bên cạnh đó cũng xuất hiện những tranh vẽ phong cảnh và phong tục đầu tiên, diễn tả cuộc sống thời bấy giờ. Chiều sâu của không gian được thiết kế hình học một cách chính xác bằng phương pháp phối cảnh. Thêm vào đó là phương pháp phối cảnh không gian và phối cảnh màu. Người nghệ sĩ diễn tả cơ thể khỏa thân của con người như nghệ thuật khỏa thân bằng các tỷ lệ lý tưởng.
Trong lĩnh vực điêu khắc, các nhà điêu khắc Phục hưng sáng tạo nhiều nhất là những tượng đứng và tượng bán thân. Trên các quảng trường thành phố là các tượng đài kỷ niệm, như các tượng kỵ sĩ. Các nhà điêu khắc Phục hưng hướng về các tác phẩm tiêu biểu của thời kỳ Cổ đại khi sáng tác. Bức tượng được làm mô hình toàn diện, con người được biểu diễn khỏa thân, tư thế hai chân thường là theo kiểu Contrapposto cổ điển. Các nghiên cứu về giải phẫu học được dùng để miêu tả lại cơ thể con người giống như trong thực tế.
Hai tên tuổi nổi tiếng của phong trào Phục hưng trong hội họa và điêu khắc của Ý là Michelangelo và Leonardo da Vinci. Michelangelo [1475- 1564], là cha đẻ của những tác phẩm có sức lôi cuốn cao nhất trong lịch sử của mỹ thuật, đã tạo ra giá trị rực rỡ cho thời kỳ Phục hưng đỉnh cao. Ông là một nhà điêu khắc, kiến trúc sư, họa sĩ và thi sĩ, đã tạo ra một sức ảnh hưởng mãnh liệt đến nền tảng mỹ thuật phương Tây sau này.
Đỉnh cao trong sự nghiệp sáng tác điêu khắc của Michelangielo là tác phẩm David mà ông đã gia công từ năm 1501 đến 1504. Người anh hùng trong truyền thuyết cổ đại này được mô tả trong trạng thái khỏa thân, rất uyển chuyển và mềm dẻo, những múi cơ bắp tuyệt đẹp nhưng đầy tính đe dọa. Khuôn mặt chàng biểu lộ lòng quả cảm và quyết tâm cao độ khiến người ta phải e sợ và đây là đặc điểm tiêu biểu của rất nhiều hình tượng sáng tác của Michelangielo, cũng như dấu ấn cá nhân của riêng ông. Trong lĩnh vực hội họa, Michelangielo được chính đức Giáo hoàng Julius II vời lại Roma vào năm 1505 để thực hiện 2 tác phẩm, một trong 2 tác phẩm đó là bức tranh trên vòm nhà nguyện Sistine tại Vatican, trong số đó có vài bức họa đẹp nhất mọi thời đại. Trên khung vòm tại nhà nguyện này, ông tạo ra một hệ thống trang trí vô cùng phức tạp. Để chuẩn bị cho tác phẩm đồ sộ này, ông đã phải nghiên cứu, lập hàng loạt phác thảo, tạo ra các hình tượng hạt nhân cho mỗi mẫu nhân vật. Qua đó đã thể hiện khả năng có một không hai của ông trong việc nghiên cứu về giải phẫu học cơ thể con người, nghiên cứu các chuyển động của con người, nghiên cứu các hình ảnh huyền bí trong tôn giáo vô cùng kỹ lưỡng. Do vậy, ông đã làm thay đổi về phong cách hội họa phương Tây một cách mạnh mẽ.
Còn Leonardo da Vinci [1452- 1519] được coi là một thiên tài toàn năng người Ý. Ông nổi tiếng với những bức họa cổ điển của mình như bức Mona Lisa, bức Bữa ăn tối cuối cùng. Ông là người có những ý tưởng vượt trước thời đại của mình, đặc biệt là sự sáng chế máy bay trực thăng, xe tăng, sự sử dụng hội tụ năng lượng mặt trời, máy tính, sơ thảo lý thuyết kiến tạo địa hình, tàu đáy kép cùng nhiều sáng chế khác, khó có thể liệt kê hết ở đây.
Một vài thiết kế của ông đã được thực hiện và khả thi trong lúc ông còn sống. Ứng dụng khoa học trong chế biến kim loại và trong kỹ thuật ở thời đại Phục hưng còn đang ở trong thời kỳ trứng nước. Thêm vào đó, ông có đóng góp rất lớn vào kiến thức và sự hiểu biết trong giải phẫu học, thiên văn học, xây dựng dân dụng, quang học và nghiên cứu về thủy lực. Những sản phẩm lưu lại trong cuộc đời ông chỉ còn lại vài bức họa, cùng với một vài quyển sổ nháp tay [rơi vãi trong nhiều bộ sưu tập khác nhau các sáng tác của ông], bên trong chứa đựng các ký họa, minh họa về khoa học và bút ký.