下》：“形，沉形之衡也，则沉浅，非形浅也。”此外，墨子还对杠杆，斜面、重心、滚动摩擦等力学问题进行了一系列的研究。如关于杠杆定理，墨子指出，称重物时秤杆之所以会平衡，原因是“本”短“标”长。

在光学方面，墨子是第一个进行光学实验，对几何光学进行系统研究的人。墨子论述了影子与光的关系。他指出，凡是光线能照射到的地方，就不会有影子存在。光照耀着人或物体使之有影子，所成的影子是背着日光的。如果是太阳光反射后再照到人或物体，那么，影子就可以在太阳与人的中间。《墨子·经下》：“景迎日，说在转”；《墨子·经说下》：“景，日之光反蚀人，则景在日与人之间。”光源的大小、距离的远近是造成影子大小变化的根本原因。如太阳光下放一木杆，木杆斜放，其影就短而宽。木杆正放，其景就长而窄。如果光源小于木杆，那么杆影会大于木杆。《墨子·经上》：“景之小大，说在柂，正远近”；《墨子·经说上》：“景，木柂，景短大。木正，景长、小。光小于木，则景大于木。非独小也，远近。”当有两个影子时，则将产生重影。《墨子·经下》：“景二，说在重”；《墨子·经说下》：“景，二光夹一光，一光者景也。”墨子进行了小孔成像实验，指出光是直线传播的。

墨子对于平面镜、凹面镜、凸面镜等也进行了系统的研究，其结论与近现代球面镜成像原理基本相符。关于针孔成像原理，《墨子·经说下》：“景，光之人，煦若射。下者之人也高，高者之人也下。足蔽下光，故成景于上；首蔽上光，故成景于下。”凹面镜的成像是靠近镜子的中间，物体大，其成像就大；物体小，其成像就小。但成正像。镜子中间向外，其成像原理与镜子中间的一样，但成反像。《墨子·经下》：“鉴，洼，景一小而易，一大而正，说在中之外内”；《墨子·经说下》：“鉴，中之内；鉴者近中，则所鉴大，景亦大；远中，则所鉴小，景亦小，而必正。起于中缘正而长其直也。中之外，鉴者近中，则所鉴大，景亦大；远中，则所鉴小，景亦小，而必易。合于中缘易而长其直也。”凸面镜所照物体或人的影像总是正像，但是是缩小了的、单一的和发虚的影像。《墨子·经下》：“鉴、团，景一，天而必正，说在得”；《墨子·经说下》：“鉴，鉴者所则所鉴大，景亦大。亓远，所鉴小，景亦小，而必正。”

墨子还是中国历史上第一个从理性高度对待数学问题的科学家，他给出了一系列数学概念的命题和定义，这些命题和定义都具有高度的抽象性和严密性，与欧几里德几何学具有相同的定义。如关于正方形的定义，四个角都为直角，四条边长度相等的四边形即为正方形。《墨子·经上》：“方：柱隅四匝也”；《墨子·经说上》：“方：矩见文也。”这与欧几里得几何学中的正方形定义是一致的。关于圆的定义，圆是从圆心到圆弧都处于相同的距离，《墨子·经上》：“圆：一中同也”；《墨子·经说上》：“圆：规写文也。”也与欧几里德几何学中圆的定义完全一致。关于“平”的定义，也就是同样的高度称为“平”。《墨子·经上》：“平，同高也。”这与欧几里得几何学定理“平行线间的公垂线相等”意思相同。直线是三点共线，《墨子·经上》：“直：参也。”在后世测量物体的高度和距离方面得到广泛的应用。中点就是两边的线段同长，《墨子·经上》：“中：同长也。”关于整体与部分的关系：“体”指部分，“兼”指全体，兼由体构成，即部分构成全体。《墨子·经上》：“体，分于兼也。”整体被移去一部分，其原来的总量没有减少，称为“偏”。《墨子·经下》：“偏去莫加少，说在故”；《墨子·经说下》：“偏，俱一无变。”如果整体失去了一部分，所留下的部分称为“损”。《墨子·经上》：“损，偏去也”；《墨子·经说上》：“损，偏去也者：兼之体也