В IX-X века Средняя Азия превратилась в один из крупнейших научных и культурных центров Востока, где начали создаваться первые научные учреждения и общества наподобие современных академий.

В XI веке Ургенч, столица Хорезма, был благоустроенным городом с высокой культурой. Хорезмшах Абул Аббас ибн Маъмун, будучи правителем, имеющим живой интерес к культуре и науке, всячески поддерживал ученых, поэтов, музыкантов, каллиграфов, архитекторов и художников. При Дворце Хорезмшахов в Ургенче состояли такие великие мыслители Востока, как энциклопедисты: медик Ибн Сина (Авиценна) и представитель точных наук Абу Райхан Беруни, историк Ибн Мискавайх, математик Абу Наср ибн Ирак, философ Абу Сахл Масихи, лекарь Ибн Хаммар и другие. Первую научную академию на мусульманском Востоке – «Байтан–Хикама» возглавлял выдающийся математик аль-Хорезми (783-850 гг.), который принимал участие в измерении длины градуса земного меридиана; ему принадлежат сочинения о конструировании астролябия, научные труды «Китаб аль-джабр ва-л-мукабала», одни из первых в мире «Астрономические таблицы», а также ряд научных трактатов – «Трактат об индийском счете», «Трактат о солнечных часах», «Трактат о музыке» и др. Аль-Хорезми впервые решил ряд алгебраических уравнений, первым ввёл в числовой ряд новый знак «ноль», что расширило теорию чисел и дало возможность перейти к отрицательным числам. И за эти достижения в честь аль-Хорезми назван новый раздел математики- «алгебра». В известном труде аль-Хорезми «Китаб аль-джабр ва-л-мукабала» («Книга о восстановлении и противопоставлении») алгебра впервые рассматривается как самостоятельная отрасль математики. Фундаментальное понятие современной кибернетики, один из ее непременных основ – «алгоритм», этимологически связано с именем аль-Хорезми. В Ургенче был организован «Дом знатоков» – своего рода «Академия», в котором проводились исследования в области астрономии, философии, математики и медицины. Однако подобная атмосфера в Ургенче сохранилась недолго – до 1017 г., завоевания Хорезма Махмудом Газнави.

Таким образом, на Востоке, в частности в Средней Азии, организация научной деятельности в форме академии стала традицией, и тем самым учреждения, подобные академии в Ургенче, создавались и в последующие века. В Самарканде академия была организована Мирзо Мухаммад Тарагай Улугбеком в XV веке. При академии действовали обсерватория, богатейшая библиотека того времени и высшее учебное заведение – медресе. В медресе, наряду с религиозными науками, преподавались также математика, геометрия, астрономия, медицина, география и другие светские науки. В академии Улугбека работали известные ученые — Казизада Руми, Гиясиддин Джамшид аль-Каши и Али Кушчи, и соответственно сфера проводимых исследований была весьма дифференцирована. Академия Улугбека в Самарканде внесла весомый вклад в развитие таких наук, как математика, астрономия и география.

В IX-XV века быстрыми темпами стали развиваться точные и естественные науки (математика, астрономия, геодезия, минералогия, медицина, лекарствоведение и другие). Произведения Платона, Аристотеля, Гиппократа, Галена, Архимеда, Птолемея, Евклида и других великих мыслителей были переведены на арабский язык. Уровень научных исследований Мухаммеда аль-Хорезми, Ахмада аль-Фергани, Абу Насра Фараби, Абу Райхана Беруни, Махмуда Кашгари, Абу Али ибн Сины (Авиценна), Насриддина Туси, Кази-заде Руми, Джамшида Каши, Мирзо Улугбека, Али Кушчи и других ученых Востока был в некоторых сферах значительно выше результатов работ, проводимых в более поздние времена мыслителями других стран. Абу Райхан Беруни написал труды по истории, хронологии, фармакогнозии, минералогии, астрономии, математике, теоретически обосновал и вычислил наличие нового континента на Земле и решил ряд других задач, получивших всемирное признание. Многие исследователи связывают начало образования Академии Маъмуна в Куня-Ургенче (ныне Хива) именно с приездом в этот город Абу Райхана Беруни, который работал там продолжительный период.

В это же время здесь работал другой великий среднеазиатский ученый Абу Али ибн Сина. Ибн Сина поистине энциклопедический ученый-природовед, философ, медик, астроном, математик, музыковед, писатель и поэт. Он был известен под именем Авиценна. А фраза, характеризующая деятельность Ибн Сины – «Мадади Сино» – в адаптированном виде перенесена в европейские языки в качестве целого направления в науке – «Медицины». Знаменитый ученый-природовед восемнадцатого века Карл Линней высоко оценил заслуги Ибн Сины в ботанике и дал его имя одному из редких вечнозеленых растений. Ибн Сина написал более 400 произведений, 240 из них дошли до наших дней. В Институте востоковедения имени Абу Райхана Беруни Академии наук Узбекистана хранятся более 50 произведений ученого и ряд комментариев к ним. Среди этих произведений - пятитомник «Аль-канун фи-т-тибб» («Канон врачебной науки»), являющийся венцом его творчества. Это произведение в свою эпоху невероятно высоко подняло уровень медицинской науки, а спустя сто лет после смерти Ибн Сины было широко признано в странах Западной Европы. В XII веке «Канон врачебной науки» был переведен на латинский язык и распространялся в виде рукописей. Это произведение в 1493 году было издано в Венеции в латинском переводе, и в течение одного столетия переиздавалось 16 раз. Во всех авторитетных учебных заведениях Азии и Европы в течение 500 лет медицинская наука преподавалась на основе этого произведения. Этот бесценный канон медицины и в настоящее время не потерял своей научной значимости.

Математик и астроном Кази заде Руми (Салахиддин Муса ибн Мухаммед ибн Махмуд, прибл. 1360—1437) был наставником Мирзо Улугбека. Нельзя недооценивать весомый вклад, внесенный им в создание школы Улугбека. За достижения в науке Руми прозвали «Афлотуни замон" (Платон своего времени). Выдающийся математик и астроном аль-Каши (Гиясиддин Джамшид Каши) первым ввел на позиционной основе десятичные числа в математику и теоретически доказал это, с точностью подсчитал значения sin 1° и числа π до 17 знака в десятичной системе. Он также посвятил астрономии ряд своих выдающихся произведений. Совместно с Кази заде Руми аль-Каши руководил строительством обсерватории Улугбека.

Мухаммад Тарагай Улугбек (1394-1449 гг.) оставил после себя огромное научное и культурное наследие, «Зижи жадиди Гурагоний» («Новые Гурагановы астрономические таблицы») - всемирно известное произведение великого ученого «Зидж Улугбека». Улугбек выстроил в Самарканде обсерваторию и медресе, организовал собственную Академию. Вместе со своими учениками он изучил и составил список более тысячи звезд – «карту звездного неба». В Академии Улугбека ученые проводили исследования не только по астрономии, но и в области математики, философии, истории и других наук. Известный астроном Али Кушчи (Мавлано Алауддин Али бин Мухаммед Кушчи, 1403—1474), работавший в Академии Улугбека, оставил после себя всемирно известные научные труды по математике и астрономии. Он считал изменение времен года результатом приближения Земли к Солнцу и соответствующего воздействия солнечных лучей на температуру поверхности Земли, с научной точки зрения правильно определил процесс затмения Солнца. Произведения Али Кушчи значительно повлияли на развитие астрономической и математической науки Среднего и Ближнего Востока XVI-XVII веков.

Мирзо Улугбек, аль-Каши, Али Кушчи внесли весомый вклад в развитие теории чисел и подняли на более высокий уровень имеющиеся знания по наблюдательной астрономии. В 1428-29 гг. он построил уникальную астрономическую обсерваторию с непревзойденным по размерам главным инструментом – квадрантом, радиус которого составлял 40 метров. Составленный в Самарканде на основе 30-летних наблюдений уникальный каталог 1018 звезд на протяжении долгих лет оставался лучшим в мире. Достижения астрономической школы Улугбека оказали большое влияние на развитие науки Запада и Востока. Его научные труды были переведены на многие языки мира, получили широкое распространение в Европе и США. Имя Мирзо Улугбека стоит в истории мировой науки в одном ряду с именами Тихо Браге, Иоганна Кеплера, Николая Коперника и Галилео Галилея. В Большом зале МГУ им. М.В.Ломоносова в памятной исторической галерее великих ученых всех времен достойное место по праву занимает портрет выдающегося ученого средневековья Мирзо Улугбека. Памятники Мирзо Улугбеку установлены в ряде городов Узбекистана и в Бельгии, его именем названы древняя Самаркандская обсерватория, ряд университетов, в том числе Национальный университет Узбекистана, а также школы, городские районы и поселок физиков-ядерщиков в Узбекистане.

Первое научное учреждение в Узбекистане XIX в. – Ташкентская физико-астрономическая обсерватория (сегодня Астрономический институт АН РУ) было организовано в 1873 г. Первоначально обсерватория занималась организацией экспедиций, в результате которых были определены точные координаты свыше тысячи местоположений в регионе, и только к 30-м годам XX столетия обсерватория стала решать исследовательские задачи фундаментальной астрономической науки.

Интересна архитектура узбекского народного жилища XIX - нач.XX вв. В ней воплотился многовековой опыт народа, выработанный в сложных природно-климатических условиях и отражающий локальные особенности отдельных районов и городов республики. Так, бухарский жилой дом, расположенный в скученных, лишенных зелени центральных районах города, имеет замкнутый характер, изолирован от уличного шума и пыли, Его жилые комнаты располагаются вокруг замощенного дворика, в котором возникает свой микроклимат и даже в жару прохладно.

Созданию благоприятного микроклимата в хивинском доме способствует устройство повышенной террасы (улуг-айван) , открытой ветру. Для ферганских домов были характерны раздвижные стены и ставни, декоративные стенные ниши, резьба по ганчу, росписи потолков и др.

Интерьер народного жилища Узбекистана очень прост, но все в нем рационально и самобытно. Народные мастера из поколения в поколение бережно передавали свои знания и опыт,

Во второй половине XIX в. в зодчество Узбекистана стали внедряться принципы европейского регулярного градостроительства, появились новые типы зданий - банки, школы, гимназии, училища, универсальные магазины и т.п. Строили в основном из обожженного кирпича с толстыми стенами и контрфорсами, что придавало устойчивость при землетрясении.