ابوریحان بیرونی ستاره‌شناس، ریاضیدان، فیلسوف، فیزیکدان و دانشمند علوم طبیعی سرشناس اهل ایران بود که برای اولین بار توانست فرمول اندازه‌گیری شعاع زمین را به دست آورد. علاوه بر این او گمان می‌کرد که زمین به دور خورشید می‌چرخد و این ایده را مطرح کرد که دوره‌های زمین‌شناسی جایگزین یکدیگر می‌شوند. جالب است که بدانید ابوریحان بیرونی، هم‌دوره با ابن سینا دیگر دانشمند بزرگ تاریخ ایران بود و آنها با هم مکاتبه و تبادل نظر فکری داشتند.
بیرونی همچنین اختراعات فراوانی داشت که از جمله آن می‌توان به ترازویی برای اندازه‌گیری وزن مخصوص جامدات و نیز تعیین مقدار طلا و نقره در اجسام مرکب اشاره کرد.
حدود دوسوم کتاب‌های پرشمار بیرونی(او ۱۴۶ اثر نوشته است) به نجوم، ریاضیات و زمین‌شناسی اختصاص دارد. او در عصر موسوم به دوران طلایی اسلامی زندگی می‌کرد زمانی که خلفای عباسی تحقیقات نجومی را ترویج می‌دادند زیرا چنین تحقیقی را نه تنها از بعد علمی بلکه از بعد مذهبی نیز پراهمیت می‌پنداشتند.
علم نجوم و ریاضی
بیرونی می‌گوید: «من با هندسه شروع کرده و به ریاضیات و علوم اعداد، سپس به ساختار جهان و در نهایت به احکام نجوم(Judicial Astrology) رسیدم.» او اولین کسی بود که بین نجوم و اختربینی تمایز معنایی قائل شد و در آثار بعدی خود در رد اختربینی نوشت و آن را در تضاد با علم نجوم مشروع مورد حمایتش قلمداد کرد. برخی معتقدند دلایل او برای رد اختربینی مربوط به روش‌هایی بود که اختربین‌ها استفاده می‌کردند و او آنها را بر اساس شبه علم می‌پنداشت و نه علوم تجربی.
امروزه دانشمندان اختربینی را کنار نهاده‌اند، هر چند همچنان در سطح عامه پرطرفدار است
بیرونی تفسیری گسترده در مورد علم نجوم هند نوشت. او تحت تأثیر آثار آریاباتا ریاضیدان و منجم سرشناس هندی بود. بیرونی اولین بار مسئله چرخش زمین را در اثری در زمینه نجوم به نام «کلید معرفت الهی» (مفتاح المعرفة الالهیة) به رشته تحریر در آورد. با تأسف امروزه هیچ نسخه‌ای از این کتاب وجود ندارد. بیرونی در اثری دیگر در ارتباط با این اثر می‌نویسد:
«چرخش زمین به هیچ وجه به ارزش نجوم زیانی نمی‌رساند، زیرا تمام نظریه‌های این علم را می‌توان مطابق این نظریه جدید مثل بقیه نظریه‌ها به خوبی توضیح داد. با این حال، برخی دلایل دیگری مطرح می‌کنند که این نظریه را ناممکن بشمرند. حل این مسئله از همه سخت‌تر بود زیرا برجسته‌ترین منجمان جدید و قدیم، مسئله حرکت زمین را عمیقاً مطالعه کرده و سعی کرده‌اند آن را رد کنند. ما نیز کتابی در این زمینه به نام مفتاح المعرفة الإلهیة تألیف کرده‌ایم که در آن فکر می‌کنیم در مواردی که از پیشینیان خود پیشی گرفته‌ایم.»
او همچنین به کمک ریاضیات کوشید سینوس ۱ درجه و قاعده تسطیح کُره را محاسبه کند.
ترسیم نقشه‌ها و ساختن کره جغرافیایی، حرکت خاصه وسطی خورشید، امکان وجود خلأ، رصد خسوف و کسوف، مقدار حرکت دوری ثوابت و… بخش دیگری از تحقیقات او را تشکیل می‌دهد.
دانش فیزیک
بیرونی به مقدمه روش علمی در مکانیک قرون وسطایی کمک کرد. او روش‌های تجربی را برای تعیین چگالی اجرام با استفاده از نوع خاصی از تعادل هیدرواستاتیک ابداع کرد.
جغرافیا و زمین‌شناسی
بیرونی روش جدیدی را برای تعیین شعاع زمین با مشاهده ارتفاع کوه ابداع کرد. او این کار را در ناندانا هندوستان (که در پاکستان کنونی قرار می‌گیرد) انجام داد. او از مثلثات برای محاسبه شعاع زمین با استفاده از اندازه‌گیری ارتفاع تپه و شیب در افق استفاده کرد. شعاع محاسبه‌شده او برای زمین ۳۹۲۸.۷۷ مایل تنها ۲ درصد با متوسط شعاع دقیق زمین ۳۸۴۷.۸۰ مایل اختلاف داشت.
قدری آشنایی با نظریه تکامل طبیعی داروین کافی است تا دریابیم بیرونی قرن‌ها قبل از وی به چیزی شبیه به نظریه‌اش رسیده است.
بیرونی حتی وجود یک خشکی در امتداد اقیانوس بزرگی که بین آسیا و اروپا است یا آنچه امروزه به عنوان قاره آمریکا شناخته می‌شود را نظریه‌پردازی کرده است. او بر اساس برآورد دقیق خود از محیط زمین و اندازه آفریقا-اوراسیا که بر طبق آن تنها دو-پنجم محیط زمین را شامل می‌شد استدلال کرد که می‌بایست یک خشکی دیگر نیز وجود داشته باشد و معتقد بود که فرایندهای زمین شناختی که باعث ایجاد اوراسیا شده‌اند ممکن است باز هم رخ داده باشند. او حتی این نظریه را مطرح کرد که شاید برخی از خشکی‌های ناشناخته مزبور در عرض جغرافیایی مناسب برای سکوت انسان قرار گرفته باشند و بشر در آنجا ساکن باشد.
زیست‌شناسی و فرگشت
بیرونی در فصل کتاب «تحقیق ماللهند» به روندهای طبیعی و از جمله نظرات زیست‌شناختی مربوط به تکامل (فرگشت) می‌پردازد به طوری که برخی از پژوهشگران دیدگاه وی را با انتخاب طبیعی داروین شبیه می‌دانند.
«حیات جهان بستگی به دانه افشانی و زاد و ولد دارد. با گذشت زمان هر دوی این فرایندها افزایش می‌یابند. این افزایش نامحدود است حال آنکه جهان محدود است». این عبارت به وضوح مشابه یکی از نظریه‌های مشهور مالتوس است که بر داروین تأثیر شگرفی گذاشت. بیرونی همچنین به اصل موجودات زنده اشاره می‌کند: «هنگامی که گروهی از گیاهان یا جانوران دیگر تغییری در ساختمانشان رخ ندهد و گونه ویژه نامیرایی را به‌وجود آورند، اگر یکایک اعضای این‌گونه‌ها به جای آنکه تنها به دنیا بیایند و از بین بروند، به زاد و ولد بپردازند و چندین بار، چندین موجود همانند خود را به وجود آورند، به زودی تمام دنیا از همان یک گونه گیاهی یا جانوری پر خواهد گشت و آنها هر قلمرویی که بیابند تسخیر خواهند کرد».
بیرونی اولین کسی بود که موفق به محاسبه شعاع زمین شد
قدری آشنایی با نظریه تکامل طبیعی داروین کافی است تا دریابیم بیرونی قرن‌ها قبل از وی به چیزی شبیه به نظریه‌اش رسیده است. او می‌گوید: «کشاورز زرع خود را برمی‌گزیند و تا جایی که می‌خواهد به کشت و زرع آن می‌پردازد و آنچه را که نمی‌خواهد ریشه‌کن می‌کند. جنگل دار شاخه‌هایی که به نظرش برگزیده هستند را نگه می‌دارد و سایر شاخه‌ها را می‌برد. زنبورها افرادی از گروه را که تنها می‌خورند ولی کاری برای کندویشان نمی‌کنند، می‌کُشند. طبیعت به شیوه‌ای مشابه عمل می‌کند، ولی در تمامی شرایط رویکردش در مورد همه یکسان است. او اجازه نابودی برگ و میوه را می‌دهد و بدین طریق جلوی آنها را برای تولید آنچه هدف نهاییشان است می‌گیرد. طبیعت آنها را نابود می‌کند تا جایی برای دیگران باز نماید».
داروسازی و کانی‌شناسی
بیرونی از داروسازی در کتاب خود به نام «دستور داروسازی پزشکی» (کتاب السعداله فی الطب) نوشت. در این اثر داروهای مترادف در زبان‌های سریانی، فارسی، یونانی، بلوچی، کوردی و برخی از زبان‌های هندی فهرست شده است.
او از تعادل هیدرواستاتیک برای تعیین چگالی و خلوص فلزات و سنگ‌های قیمتی استفاده کرد. بیرونی سنگ‌های قیمتی را بر اساس آنچه ویژگی‌های فیزیکی اولیه آنها می‌دانست، مانند وزن مخصوص و سختی، طبقه‌بندی کرد و نه روش رایج بر اساس رنگ.
