宋应星幼时与兄应升同在叔祖宋和庆开办的家塾中就读。宋应星在家乡散文私塾中开始认族叔宋国祚做老师，在这之后在新建举人邓良知门下做学生。宋应星自幼聪明强记，“数岁能韵语”（作诗），有过目不忘之才，很得老师及长辈喜爱。稍长，考入奉新县县学为庠生，熟读经史及诸子百家，他在程颐-程灏、周敦颐、朱熹及张载这宋代四大家中，独推张载的关学，从中接受了唯物主义自然观。他对天文学、声学、农学及工艺制造之学有很大兴趣，曾熟读过李时珍的《本草纲目》（1596年出版）等书。此外，还喜欢音乐、作诗。他常与同窗好友赴本县风景名胜处郊游，相互催诗，相互激励，纵谈天下事。
万历四十三年（1615年）宋应星与兄应升赴省城南昌参加乙卯科乡试。在一万多名考生中，29岁的宋应星考取全省第三名举人，其兄名列第六。奉新诸生中只有他们兄弟中举，故称“奉新二宋”。乡试的成功使宋氏弟兄受到鼓舞，当年秋他们便前往京师（今北京）应次年丙辰科会试，但却名落孙山。他们决定下次再试，为了作好应试准备，宋应升、宋应星等人前往江西九江府古老的白鹿洞书院进修，当时任洞主的是有名学者舒曰敬。
万历四十七年（1619年）是神宗在位时最后一次会试之年，宋应星弟兄与江西其他考生齐会京师，但二兄弟仍未及第。此后，他们于天启及崇祯初年再试，均告失败，从此遂绝科举之念。
崇祯四年（1631年）宋应升由吏部铨选任浙江桐乡县令，宋应星回乡服待老母。崇祯八年（1635）宋应星任江西省袁州府分宜县学教谕。教授生员，是未入流的教职人员。该年其兄宋应升调任广东肇庆府恩平县令，因有政绩，被诰封为文林郎。宋应星在分宜县任教4年，这是他一生中的重要阶段，因为所有主要著作都发表于此期间。
崇祯十一年（1638年）宋应星在分宜任期满，考列优等，旋升任福建汀州府推官（正八品），为省观察使下的属官，掌管一府刑狱，俗称刑厅，亦称司理。
崇祯十三年（1640年），宋应星任期未满，辞官归里。
崇祯十六年（1643年）又出任南直隶凤阳府亳州（今安徽亳州市）知州（正五品），然此时已值明亡前夕。宋应星赴任后，州内因战乱破坏，连升堂处所都无，官员多出走。他几经努力重建，使之初具规模，又捐资在城内建立书院。
崇祯十七年（1644年）初，宋应星辞官返回奉新。当年三月，李自成大军攻占京师，明亡。四月，清兵入关，建都北京，宋应星成为亡国之民。五月，福王在南京建立南明政权。
南明弘光元年（1645年），宋应星被荐授滁和兵巡道及南瑞兵巡道（是介于省及府州之间的地区长官），但宋应星均辞而不就。明亡前，宋应升已升任广州知府，明亡后亦无意恋官，遂挂冠归里。
宋应星弟兄寄希望于南明，但此政权由阉奸阮大铖、马士英把持，排斥忠良，政权迅即灭亡。清兵南下取江西。
隆武二年（1646年），宋应升服毒殉国。清朝建立后，宋应星一直过着隐居生活，在贫困中度过晚年，拒不出仕。
永历二十年（1666年），宋应星逝世，享年80岁。
属于自然科学和技术科学方面的有《天工开物》、《观象》、《乐律》等，其中《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作，被称作“中国17世纪的工艺百科全书"；
属于人文科学方面的有《野议》、《画音归正》、《杂色文》、《春秋戎狄解》等；
介于上述两大领域之间的有《原耗》、《卮言十种》等；
属于文学创作的有《思怜诗》、《美利笺》等。
他的作品多因强烈的反清思想而为清统治者所不容，大部分作品已散失。现在保留下来的有《天工开物》、《野议》、《思怜诗》、《论气》和《谈天》。
综述
宋应星的主要贡献表现在他把中国几千年来出现过的农业生产和手工业生产方面的知识作了一个总结性的工作，同时也对技术经验作了总结性的概括，并且使它们系统化、条理化，然后著述成书使之能够流传下来。宋应星所著书籍收录了农业、手工业，诸如机械、砖瓦、陶瓷、硫磺、烛、纸、兵器、火药、纺织、染色、制盐、采煤、榨油等生产技术。在农业方面宋应星对水稻浸种、育种、擂秧、耘草等生产全过程作了详尽的记载。如“包及数日，懊其生芽，撒于田中，生出寸许，其名日秧。秧生三十日即拔起分栽·…..秧过期，老而长节，即栽于亩中，生谷数粒，结果而己。川划同时，他还指出了水稻种植中值得注意的各种问题。在手工业方面，宋应星力图运用定量的方法，他在叙述生产过程时，特别注意原料消耗、成品回收率等方面的数量关系，有着明确的量的观念。当分析秧苗移毅时，宋应星指出:“凡秧田一亩所生秧，供移栽二十五亩”，即秧田与本田的比例为1:25石这个重要的比例数据近代的江西仍在遵循。宋应星对各种油料的出油率作了初确的说明:“凡胡麻与蓖麻子、樟树子，每石得油四十斤。菜旅子每石得油二十七斤。芸苔子每石得三十斤……”。对油料作物这种具体而准确的数据说明，既有理论意义，又有实用价值。
尤其是《机械》篇详细记述了包括立轴式风车、糖车、牛转绳轮汲卤等农业机械工具，具有极高的科学价值。
宋应星是世界上第一个科学地论述锌和铜锌合金（黄铜）的科学家。他明确指出，锌是一种新金属，并且首次记载了它的冶炼方法。这是我国古代金属冶炼史上的重要成就之一。使中国在很长一段时间里成为世界上唯一能大规模炼锌的国家。宋应星记载的用金属锌代替锌化合物（炉甘石）炼制黄铜的方法，是人类历史上用铜和锌两种金属直接熔融而得黄铜的最早记录。
宋应星注意从一般现象中发现本质，在自然科学理论上也取得了一些成就。分别体现在生物学、化学和物理学方面。
生物
他在《天工开物》中记录了农民培育水稻、大麦新品种的事例，研究了土壤、气候、栽培方法对作物品种变化的影响，又注意到不同品种蚕蛾杂交引起变异的情况，说明通过人为的努力，可以改变动植物的品种特性，得出了“土脉历时代而异，种性随水土而分”的科学见解，把我国古代科学家关于生态变异的认识推进了一步，为人工培育新品种提出了理论根据。
生命运动以极其纷繁的形式呈现在人类面前，众多物种是怎样产生的曾长期困绕着人们的思绪。宋应星在这个问题的认识上向科学迈出了一大步。他在谈到土坡、气候、魏培方法对农作物品种变化的影响时说:“凡稻旬日失水，则死期至，幻出早稻一种，筱而不粘者，即高山可插，又一异也。”在述及蚕种的培育时指出:“若将白雄配黄雌，则其用变成揭茧。”“今寒家有将早雄配晚雌者，幻出嘉种，一异也”。在这里，宋应星愧出了物种变异的重要科学思想。尤其值得指出的是，宋应星所记载的物种变异，有如起因于坏境的变化;有的起因于不同品种的杂交，涉及到了对物种变异的更深刻的理解。从这种意义上讲，宋应星是当之无愧的生物进化论的先驱者之一。无怪乎英国著名生物学家、进化枪思想的集大成者达尔文把《天工开物》中的有关论述作为他论证物种变异、进化的重要例证。
物理
在物理学方面，新发现的佚著《论气·气声》篇是论述声学的杰出篇章。宋应星通过对各种声音的具体分析，研究了声音的发生和传播规律，并提出了声是气传播的概念。
化学
在化学方面，宋应星分析了金、银、铜、锡、铅和锌等多种有色金属的化学性质，比较它们的活泼程度，提出了利用它们之间的差异分离或检验有关金属的方法。在论及分离金银时他指出:“凡足色金参和伪售者，唯银可入，余物无望焉。欲去银存金，则将其金打成薄片剪碎，每块以土泥裹涂，人堵涡中鹅砂熔化，其银即吸入土内，让金流出，以成足色。然后入铅少许，另入琳涡内，勾出土内银，亦毫厘具在也。”‘在谈到水银和硫磺升炼朱(即硫化汞)时指出:“每升水银一斤，得朱十四两，次朱三两五钱”，这增多部分是“借硫质而生”。对这些金属和化合物分离和化合方法的分析，说明宋应星对大量的化学反应已十分关注.认识到化学反应中各种物质成份相互作用的关系，以及化学反应前后各种物质成份之间的关系，具有“质量守恒”的思想。质量守恒是指在任何孤立系统中，不论发生何种变化或过程，其物质总质里始终保持不变。在科学的历史上，人们对质量守恒的认识经历了很长的时间，后由法国著名化学家拉瓦锡在研究燃烧过程中确立下来。这已经是18世纪下半叶的事情。然而，宋应星最早在对金银分离方法的分析中，在硫化汞的制取中，就窥测到了这种物质运动的深邃奥秘，虽然其认识程度不及后者，但毕竟比后者早了一百多年。
自然
宋应星对于那些鬼怪迷信之说给予坚决驳斥，主张对事物的考察要用“试见”和“试验”的方法。如他对麦子的开花就进行过仔细观察，作出了“江南麦花夜发，江北麦花昼发’，的科学几结论’而对未经自己亲自检验的事物和现象，往往持谨慎保留的态度。值得称道的是，宋应星在学术上对自己要求极严，有高尚的科学美德。在《天工开物》的初稿中，包含有“观象”和“乐律”二卷，是作者专门论述天象观测和音乐韵律的，可是在《天工开物》正式刊行时，作者将上述两卷抽了出来。宋应星自认为这两卷“其道太精，自揣非吾事，故临梓删去”。
哲学
宋应星在阐明其“形气”论、“二气五行说”及万物“生化之理”的自然观时，已经把中国传统唯物主义哲学关于物质的构成及其发展的学说推向一个新的境界，树立了一个新的里程碑，使古代朴素的自然观具有更多哲理性和自然科学内容，运用他的这些理论思想能够比较容易的解释较广泛的自然现象。宋应星的唯物主义自然观的观点是在与当时占统治地位的唯心主义自然观的斗争中成长起来的。宋应星为自己的著作冠以“天卫开物”之名，就是这一思想的生动体现。“天”即自然界；“工”指人的技巧；“开”是开发利用之意;“物”亦物质财富。“天工开物”即自然界杯人工技巧开发出物质财富。在宋应星看来，自然界是人类赖以生存的物质基础，而人为万物之灵，能够用自己的智慧开发利用自然，创造生活需要的物质财富。在《天工开物》的序中，宋应星开宗明义地说:“天授地载，物数号万，而事亦因之曲成而不遗，岂人力也哉了”，这种强调自然界是不依赖于人的意志而客观存在、强调人对自然界的能动作用，正是唯物论的基本观点。宋应星还有着朴素辩证法的思想，他认为“土脉历时代而异，种性随水土而分。”‘”说明土壤的性质随时间的推移而发生变异，物种及其性状随水土的不同而有所区分。在另一部著作《谈天》中，宋应星把自己的观点表述得更加明白，他说以今日之日为昨日之日，无异于刻舟求剑。宋应星在这里强调的是变，即万事万物都处在不断的运动变化中，不变的事物是不存在的。逐步形成了朴素的唯物沦和辩证法的思想，而这一思想一旦形成，又指导着他在科学技术的研究中奋力向前，取得了卓越的成就，成为我国乃至世界历史上杰出的学者。
《明史》：赞其“廉洁”。
李约瑟：“中国的“狄德罗”。
贝原笃信：“中国的阿格里科拉“。
人民网：”在自然哲学思想上，他超过了前人张载与后人王夫之，而这两人都是我国著名的思想家。
华东师范历史学教授李以章：“宋应星在总结农业和手工业经验的过程中，逐步形成了朴素的唯物沦和辩证法的思想，而这一思想一旦形成，又指导着他在科学技术的研究中奋力向前,取得了卓越的成就,成为我国乃至世界历史上杰出的学者。”
吉林大学历史学教授龙欣宇：“宋应星在各个领域中体现的伦理思想，笔者的认识是，作为一个封建时代的小官吏，宋应星忠君、尽职、关注民生、反对不正之风等想法和行为，是在认同并维护封建统治秩序的基础上求善求真，追求士大夫的完美的人格，由此对社会对人生都有积极地贡献；作为一个封建时代的科学家，宋应星博学、勤奋，有着浓厚的探索自然奥秘和用先进科技促进生产力发展的愿望，有着丰硕的成果。虽然他的伦理思想有一定的时代局限性，但更多的是闪耀着理性的光辉，引领着他积极的人生。”
