16世纪至18世纪是技术方法发展的第二个阶段。由于资本主义近代工业生产的发展以及文艺复兴运动使人们从神学的束缚中获得解放，近代自然科学诞生了。尽管这一时期的技术发明的主体仍然是工匠，经验仍然起着主要作用，但这些工匠已经开始运用近代科学知识，这时的技术问题往往是在生产经验的基础上并一定程度地汇同一些科学知识相结合而获得解决的，因而这一时期经验科学型的技术方法占据主导地位。例如，18世纪60年代瓦特完成了蒸汽机的发明，但蒸汽机的科学理论一一热力学到19世纪中叶才成熟(事实上，只到19世纪人们才开始系统研究在蒸汽机中蒸汽的特性等问题)，蒸汽机主要是以瓦特等这样一些工匠的经验为基础实现的，不过瓦特在完成这一发明的过程中，由于他工作、生活在英国格拉斯哥大学内，和该校的著名教授布莱克等交往甚密，瓦特从他们那里学到了许多有用的理论知识。如他掌握了关于比热和热容量的理论;懂得了蒸汽有弹性可以向真空膨胀;测量了在大气压下水变成蒸汽，体积要扩大1800倍等等。这些知识对于瓦特完成对纽可门所发明的蒸汽机的改进，特别是为提高热效率而发明分离式冷凝器是起了很大作用的。正如他写给朋友的一封信中所说:“蒸汽为一种具伸缩性的气体，它一遇真空即会冲进去。假如能使汽缸和一真空容器相连，蒸汽便会直接冲进真空容器而冷凝，不必使汽缸冷却。”总之，16~18世纪的技术家们既不像前辈工匠们那样全凭自己的经验缓慢地推动技术进步，也不同于现代的工程师受过系统的科学技术教育，有丰富的科学技术知识为他们指出创造之路。在他们的时代，相关技术理论尚未系统化，工程技术教育也才刚刚兴起。他们的经验和技能来自长年累月的实际操作，而相应的科学技术知识的获得则是通过艰苦的自学。
