墨子或许观察到战车撤去拉力后仍会滑行一段距离，车轮与地面的摩擦、空气的阻力最终让其停下，正是这些细致入微的观察，让他得出了如此超前的结论。
在杠杆原理的研究上，墨子展现出非凡的智慧。他通过日常使用的杆秤，发现“本”（阻力臂）短“标”（动力臂）长时能轻松称重的规律。他描述道：当农夫用杆秤称量稻谷，手握的提绳为支点，靠近秤砣的“标”端只需移动一小段距离，就能平衡另一端沉重的粮袋。这一发现与现代力学公式“动力×动力臂=阻力×阻力臂”不谋而合。此外，他还深入研究了斜面省力原理——工匠搬运巨石时，搭建斜坡比直接抬升更轻松；重心对物体稳定性的影响——祭祀用的鼎因底部厚重而不易倾倒；滚动摩擦比滑动摩擦更小——车轮的发明让运输效率大幅提升。这些研究成果虽未形成复杂的公式体系，却深深扎根于生产生活实践。
在光学领域，墨子堪称古代世界的“追光者”。他是世界上最早进行系统光学实验的科学家，其研究成果比古希腊学者早了数百年，连古代印度的光学研究也难以望其项背。
墨子对光影关系的研究从日常现象入手。他注意到奔跑的猎犬身后，影子看似如影随形地移动，实则每一瞬间的影子都是全新形成的。他提出“景不徙”的命题，解释道：就像燃烧的烛火，前一刻的火苗熄灭，后一刻新的火苗燃起，影子的“运动”不过是新旧影像的交替。这一理论后来被名家发展为“飞鸟之影未尝动”的哲学命题，深刻影响了中国古代的认识论。
在小孔成像实验中，墨子展现出惊人的实验设计能力。他在简陋的茅屋中，用木板凿出小孔，让阳光穿透后在墙壁上投射出屋外景物的倒像。通过反复调整物体、小孔和墙壁的位置，他发现：物体越倾斜、光源越远，所成的像越细长；物体端正、光源靠近，则像短而粗。他精准地指出“光是直线传播”这一核心原理，如同光线穿过幽暗的密林，总是沿着直线穿透枝叶。这一发现不仅解释了日食月食的成因，更为后世照相机、投影仪的发明埋下了理论的种子。
墨子对镜面成像的研究更是达到了古代光学的巅峰。他用打磨光滑的青铜镜、凹陷的器皿、凸起的球面进行实验，发现平面镜成像大小相等、左右相反——就像两人隔镜相对，举手投足完全对称却方向相反；凹面镜在特定距离内成正像，远离则成倒