18世紀後半のスペインでは、新大陸の探検をさらに進め、アメリカに広がるスペイン王領の広大な領域に関する知識を拡充しようという新しい関心が芽生えました。この動きが、アメリカおよびフィリピンへの科学探検隊・調査旅行・調査委員会の大規模な派遣へとつながっていきます。
1735年から1800年までの約65年間に実施された科学探検は、およそ60回にのぼりました。その背景には啓蒙主義の精神があります。スコラ的な思考様式を乗り越え、ニュートン力学に代表される近代科学が登場したことで、知的関心が一段と高まりました。こうした状況のなかで、地理的発見をめざす計画はきわめて好条件に恵まれ、科学活動は経済的・社会的発展が直面する具体的な課題へとますます方向づけられていきました。
もちろん、こうしたスペインの取り組みだけが特別だったわけではありません。各国も競うように探検を進めており、とりわけイギリスとフランスが精力的でした。イギリスではジェームズ・クックやジョージ・バンクーバーの業績が際立ち、フランスではブガンヴィルとラ・ペルーズ伯の功績が最も高く評価されています。このほかスウェーデン、ロシア、ドイツ、オランダも独自の活動を展開しました。
天文学
スペインでも数多くの探検隊が新大陸へ送り出されました。天文学の分野では、優れた航海者でもあったホルヘ・フアンとアントニオ・デ・ウジョーアが、赤道付近の測量を目的とするフランス探検隊に参加し、その成果を『天文観測記録』(1746年)として出版しています。また、フアンはカディス=サン・フェルナンド天文台を創設しました。
世紀も終わりに近づいた1790年には、グリニッジやパリの天文台に倣ったマドリード天文台が建設されます。これはその後の気象学研究の発展をも促すことになりました。
自然科学の分野では、フェルナンド6世が1752年にアントニオ・デ・ウジョーアへ自然史コレクションの整備を委ね、この流れは1771年にカルロス3世による王立自然史陳列館の設立へと結実しました。ウジョーアは、アメリカ滞在中の旅で培った経験をそこで活かしています。また、ヒスパノアメリカの天然資源の目録を作成するため、ボウルズやヘルゲンといった多くの外国人科学者が招聘されました。
さらに、1763年のパリ条約によるブラジル、パラグアイ、アルゼンチン、ウルグアイの国境画定を受け、1781年から1801年にかけて、地図作成・水路測量・航海天文学を明確な目的とした一連の探検が実施されました。
植物学と動物学
植物学・動物学の分野でも、個性豊かな学者たちが次々と探検を指揮しました。まず、ホセ・セレスティーノ・ムティスによる新グラナダ王国への探検(1782年)、そしてジョゼフ・ドンベー、イポリト・ルイス、ホセ・アントニオ・パボンによる仏西共同のペルー副王領探検(1777年)。いずれもキナ(キニーネ)に関する新しい知見をもたらしました。
そのほかにも、マルティン・デ・セッセによるメキシコ(ヌエバ・エスパーニャ)への探検(1787年)、アレハンドロ・マラスピーナとホセ・ブスタマンテによる南北アメリカ沿岸の大航海(1789年開始、1794年にアラスカからホーン岬に至る航路を完遂)、J・ロンヒノス・マルティネスによる熱帯地域固有の樹木目録の作成を目的とした探検(1792年)などが挙げられます。
とりわけ重要なのがフェリックス・デ・アサラの存在です。彼は、ラ・プラタ川を起点にポルトガルとの国境線を確定するためパラグアイへ向かった国境探検に参加しましたが、現地での綿密な観察から自然史に関する革新的な考えを提唱しました。その影響は、後のダーウィンにまで及んだといわれています。
化学
化学の分野で特筆されるのは、鉱業への応用(水銀を用いた白金や銀の採取)と薬局方(薬典)の整備です。戦略上きわめて重要な新元素タングステンが発見されたほか、火薬の製造法、鉱山作業、染料の生産工程も改良されていきました。中でも新グラナダへ派遣されたファン・ホセ・デ・エルヤルの探検隊は、マリキータに体系的な銀精錬の仕組みを築き上げ、冶金学と鉱業の発展に大きく貢献しました。
医学
医学・外科学の進歩により、人体への理解(解剖学の発展)や医療実践、臨床医学は大きく前進しました。サン・カーロス外科学校は講座創設の機運を高め、バレンシア大学には実践医学講座が設けられ(1787年)、マドリードには実践医学教室(1795年)、バルセロナには臨床医学教室(1797年)がそれぞれ開設されています。
さらに1803年から1806年にかけて、ラ・コルーニャから複数の医学探検隊が組織されました。そのひとつ、ハビエル・デ・バルミス率いる遠征は、天然痘ワクチンをアンティル諸島、メキシコ、中央・南アメリカ、フィリピン、マカオ、セントヘレナへと広める一大事業となりました。バルミス自身も、旅の途上で医用植物学の分野に重要な貢献を果たしています。