1898年，太平天国采用三年一考核，选拔国内高精尖人才组成科学院，科学院与政务院、军务制置院并列，专管国内科学技术研究及其转化应用，科学院成员在考选之外，还可聘用有先进科学技术发现和发明的人。
1899年，谢缵泰在香港设计完成了“中国号”电动飞艇，备有详细设计图纸资料，是中国最早的飞艇设计。后经法国天道教徒的努力，1900年，侨居法国的巴西人桑托斯·杜蒙回到了太平天国巴西省，他是成功地将汽油发动机用在飞艇上的第一人。德国人费迪南德·冯·齐伯林将军在战场上受气球启发，53岁退役后开始了他的飞艇事业。1900年，建造了第一艘齐伯林飞艇—LZ-1。LZ-1号飞艇全长127米，直径11.6米。第一艘“齐柏林”飞艇的首飞标志着“飞艇金色时代”的到来，天道教徒混入齐伯林的研发团队，窃取了齐伯林的部分技术资料，送回太平天国。经太平天国科学家们的研究，齐伯林开创的是一种全新的硬式结构，艇身全部采用铝制框架制成，框架外部有织物蒙皮，隔框把整个艇身分为十几个舱室，每个舱室中放置一个气囊。结合谢缵泰的飞艇铝包技术、扇式推行机技术及杜蒙的汽油发动机技术，新成立的中国科学院对其进行了改良。由于飞艇对起落场地要求较低，不需要借助跑道起落，飞行平稳，操控性好，便于驾驶，安全性好，可低空低速飞行；成本低廉，续航时间长，航程较远，有效载重量大，购置费、维护费、场地建设费、飞行费和训练费较低，运营成本非常低，因此虽然飞艇的有限承载量较小，太平天国还是决定先在南美区苏里南建造大型铝合金厂，然后建起了飞艇生产厂。自从1902年3月开工以来到1905年5月，太平天国已生产一百艘飞艇，其中：大型飞艇一艘，长230米，直径30米，时速约为200公里，横跨大西洋约需43个小时，两人操作，载重五十吨；中型飞艇三艘，长128米，直径11米，时速约为130公里，横跨大西洋约需67个小时，两人操作，载重8吨；小型飞艇九十六艘，长4米，直径1.7米，时速90公里，两人操作，载重2吨。为了将飞艇应用到战争中，太平天国科学院又设计了一百千克的飞弹，通过撞击触发引爆，有开花弹和燃烧弹两种。为了方便海上作战，太平军还为海军设计装备了飞艇装甲母舰，小型飞艇可在甲板上起降，一艘飞艇装甲母舰长132米、宽23米、吃水7.7米、最大航速为19节，其装甲为舷侧带1.78米、甲板0.63米、炮塔2.54米，装备152毫米主舰炮一门、120毫米副舰炮二门、40毫米机关炮五门、鱼雷发射装置四具，其长80米的甲板上可停放、起降十二艘小型飞艇。到1905年12月31日，太平军为海军装备飞艇装甲母舰情况为：太平洋舰队三艘、大西洋舰队三艘、印度洋舰队一艘、近海舰队一艘。
1894年，季霍米罗夫提出了用喷气推进方式来研制更具威力的火箭的方案。1903年，俄罗斯人齐奥尔科夫斯基发表了他的火箭与液体推进剂理论。太平天国获得了这些理论知识，太平天国科学院用这些理论研究改进了原有火箭技术，火箭弹生产分厂自1903年11月起开始生产改进后的火箭弹，改进后的火箭弹射程可达五千米，为气动固体火箭，火箭弹长一米，分82毫米和132毫米两种，82毫米重26千克，132毫米重42千克。火箭炮生产分厂则从1903年12月起开始生产宣武一代八管火箭炮，使用牵引炮车牵引，可同时发射八枚火箭炮，也可单发，需7人配合操作。到了1904年12月31日，太平军已装备二百七十门八管火箭炮，一个班一门，共编了十个营，三个营是132毫米火箭炮营，七个营是82毫米火箭炮营。
1901年8月14日，已经移民到美国的古斯塔夫.威斯科夫，乘坐一架“有发动机和螺旋桨”的飞机，在美洲的康涅狄格省成功地飞上天空，并且飞了4分钟，太平天国科学院立即成立飞机研究组，聘请古斯塔夫.威斯科夫一起研究飞机制造技术。1903年12月17日，莱特兄弟制造的第一架飞机“飞行者1号”在美洲北卡罗来纳省试飞成功。太平天国科学院飞机研究组吸收莱特兄弟一起改进飞机制造技术，19岁的冯如由于具备广泛的机械制造知识，通晓36种机器，经科学院三年一度的考核位列第一进入太平天国科学院飞机研究组。一年后，二十岁的冯如便在飞机制造研究中崭露头角，担任了副组长兼新建飞机制造厂长。1905年2月25日，太平天国建于沈阳的飞机制造厂设计出的世界上第一架专用轰炸机首飞成功。这架命名为“天龙一号”的轰炸机装有8挺对地机枪，最多可载弹800公斤。机身内有炸弹舱，并首次采用电动投弹器，轰炸瞄准具、驾驶和领航仪表等一些当时很先进的作战设备，搭载了4具发动机，并采用了双翼设计，飞机最大长度为22米，翼展可达35.5米，起飞重量在7吨左右，航速能达到每小时100公里以上，升限为4000米，能够飞行500多公里。经改良，到1905年12月31日，太平天国共生产了十二架这种飞机，编成了一个轰炸机中队。1905年4月，太平天国飞弹分厂为轰炸机专门设计制造了重达三百千克的航空开花弹和航空燃烧弹。
到1905年12月31日，太平军已装备了飞艇、轰炸机、多管火箭炮三种世界上最先进武器，欧、非各国还不知道，很快他们就将为此付出惨重代价。