Значительных результатов мусульманские учёные добились в таких областях физики, как механика и оптика. Заимствовав достижения древних греков и индийцев, мусульманские специалисты развили механику до уровня прикладной науки и научились эффективно использовать рабочую силу. Механические средства постепенно вытесняли тяжёлый физический труд, и, поскольку ислам запрещает обременять рабов и наёмных рабочих непосильным трудом, исследованиям в этом направлении придавалось большое значение.
Глубокими познаниями в области физики обладал басрийский врач, математик и астроном аль-Хасан бин Хейсам (965–1039). Его трактат «Аль-Маназир», содержащий семь статей о свойствах света, считается одним из важнейших средневековых трудов по оптике. Латинский перевод этой книги, не терявший своей значимости на протяжении шестисот лет, вдохновил на научные открытия британского физика Роджера Бэкона (1214–1294) и немецкого астронома Иоганна Кеплера (1571–1630). Ибн Хейсам объяснил законы отражения и преломления света, первым описал строение глаза и функции каждой оболочки.
Мусульманские учёные делали открытия в разных областях физики. Аль-Фараби (870–950) дал физическое объяснение звука. Абу Рейхан аль-Бируни (978–1051) измерил атомный вес восемнадцати элементов, а также плотность воздуха. Египетский астроном Абд-ар-Рахман бин Юнус (ум. 1009), работавший в обсерватории недалеко от Фустата, первым изобрёл маятниковые часы. Абу аль-Изз аль-Джазари (ум. 1206), автор трактата «О знании инженерных хитростей», считается основателем кибернетики. Персидский астроном Кутб-ад-дин Ширази (1236–1311) на три столетия раньше Декарта дал научное объяснение возникновению радуги.
Сделанные мусульманами открытия дали значительный толчок развитию эмпирической науки в Европе. Основные законы механики, изложенные Исааком Ньютоном (1643–1727), были подробно описаны в трудах Ибн Сины (980–1037), Фахр-ад-дина ар-Рази (1149–1209) и Хибаталлаха аль-Багдади (ум. 1165). Заслуга английского физика состоит в том, что он систематизировал накопленные веками научные знания и способствовал дальнейшему развитию механики.
Определённых успехов достигли и мусульманские естествоиспытатели. В 880 г. андалусский астроном и изобретатель Аббас бин Фирнас ат-Такурунни (ум. 887) сконструировал первый летательный аппарат из птичьих перьев и ткани. Он также соорудил планетарий и армиллярную сферу, изобрёл оригинальный прибор для измерения времени. В его честь назван один из лунных кратеров.
Мусульманские изобретатели не прекращали попыток покорить небо. В XVII в. Газарфан Ахмад Челеби, используя орлиные крылья, пролетел с башни Галата в Стамбуле до местечка Доганчы в Ускударе. В том же столетии Лагари Хасан Челеби стал первым человеком, поднявшимся в воздух при помощи ракеты. Свой успешный полёт учёный произвёл по случаю празднества в честь рождения дочери османского султана Мурада IV — Кая-Султан.