《天工开物》共分为上、中、下三编，凡18卷，前有《序》，书中有插图123幅。
上篇六卷，记载稻、麦、黍、稷、梁、粟、麻、菽等的耕作技术和使用的农具，以及养蚕、织布、染色的技术、经验和使用的机械，并有制盐、熬糖等加工技术，主要都是有关食品和服装方面的内容。
中篇七卷，记载制陶、冶铸、舟车、制油、造纸等方面的情况与有关经验。
下篇五卷，包括金、银、铜、铁、锡的开采和冶炼，以及兵器、火药和朱、墨、酒的制作工艺和珠宝玉器的开采加工情况。
在这部著作中，有不少现代思想的萌芽，例如明确提出“土脉历时代而异，种性随水土而分”，认为“人群分而物产异，来往贸迁，以成宇宙”，可以说在某种程度上映现了近代物种起源和商业流通思想，这是很宝贵的。当然，鉴于当时中国社会的现况和中国儒家传统的思维方式，他的许多见解还处于经验的阶段，而许多记载也还仅限于对观察见闻的记载。