近一个世纪来的发展，麻省理工学院已经发展成全世界极为重要的高科技知识殿堂及研发基地。因为二战和冷战，美国政府在自然及工程科学上大量投资，使得MIT在这段时间内迅速发展；过去50多年麻省理工也为美国政府制造许多威力极大的高科技武器。

20世纪MIT最主要的成就是由杰·弗里斯特领导的旋风工程，其制造出了世界上第一台能够实时处理资料的“旋风电脑”，并发明了磁芯存储器。这为个人电脑的发展做出了历史性的贡献。而在1980年代，麻省理工大力帮助美国政府研发B-2幽灵隐形战略轰炸机，显示出先进的“精确饱和攻击”能力。麻省理工就此赢得“战争学府”之美誉。

1900年，美国的第一个物理化学实验室首先在MIT建立。

1923年，诺伯特·维纳，在他的“微分空间”的论文中，建立了现代随机过程的教学基础，这是在控制理论、滤波器、预测预报理论等方面已被广泛应用的理论。后来，他将这些成果和自己后来研究的信息与通讯过程等一并辑成一本里程碑式的著作《控制论》。

1925年，凡立瓦·布什即已开始研究模拟计算机，1940年，就领先研制出了18阶的微分解析器，并在多篇论文中，指出了研究数学技术的主要方案，这一方案，虽然因第二次世界大战而中断，但仍旧可以确认布什是最早研究计算机的先驱者之一。

1934年，哈罗德·伊格尔顿和肯尼斯·格尔少森设计了一种电子线路并发明了特殊的气体放电管，使得高速摄影和闪频观察器的设计成为可能；在后来的一此年代里，依格尔顿真的开发出电子闪光设备和深水摄影的技术。

1934年，MIT研制出了百万伏的电子静电X射线发生器，这是一种可以广泛用于癌肿治疗的的设备。还在30年代，莫里斯·柯亨就着手研究金属的原子和分子结构，这是一桩能导致研究和生产高强材料的工作。1937年，琼·切普曼开始了领先25年的钢铁生产的研究，直到1962年的时候，人们才弄清楚钢铁生产中复杂的化学反应，其结果是，钢的生产可以因此掌握精确的化学组合而大量进行。1946年，MIT就开始进行了低温物理学的广泛实验研究。

1947年，柏翠克·赫莱领先开始了确定地壳年龄和起源的研究，他的研究，由于与地球板块理论有密切的关系而被广泛承认。1950年，杰·弗里斯特发明了磁芯存储器，使得高速的数值计算机旋风计算机得以真正运转，并成为美国半自动地面防空警备系统的关键设备。

1951年，余·温·李和杰罗姆·维斯勒，在信号检测和分析方面，开发和应用了自相关方法，这项成果可以用于探测雷达信号自月球返回地面的种种科学试验，并且仍是进行远距离通讯，包括进行空间探索的主要方法。同年，马丁·斗茨发现了电子偶素，一种由边界电子和正电子组成的原子系统，这一发现在凝聚态物理学、生物学和医学方面都有十分重要的应用。

1957年，经过九年的研究，琼·锡汗首次完成了盘尼西林的化学合成。同年，随着《句法结构学》一书的出版，罗姆·乔斯基促进了人们对说话者掌握语言用词造句和理解句子的词汇的能力的了解，这一成就，被认为是20世纪语言学的最主要的成就之一。

1958年，弗农·英格拉姆完成了证实个别基因缺陷是引起血红蛋白分子变态和伴随镰形血球性贫血的原因的工作。同年，布鲁诺·罗西和希尔伯特·布里奇开创的空间研究课题，直接导致发现X射线，并且首次实测太阳风。

1959年，杰罗姆·莱蒂文的关于感觉和动物行为的研究，导致发现了“特性探子”，对人们了解直观感觉过程提供了关键性的阐释，同年，琼·麦卡锡制订了LISP语言，这是一种进行人工智能研究的主要语言。

1970年，戴维·马尔开创了对脑功能的计算技术、生物学和心理学的综合性研究局面，他的杰作——《视觉：人类视觉信息的反映和过程的计算研究》（Vision: A computational investigation into the human representation and processing of visual information（ISBN 0-7167-1567-8））

1974年，诺尔曼·列文森对数学中最难也是最著名的问题之一黎曼猜测，取得了求解的实破性进展。

1975年，丹尼尔·麦克法登大大推进了人们对投入产出比与生产产量之间的关系的认识和了解。同年，劳伦斯·杨利用国家航空宇航局的空间运载器，领先完成了人类失重反应的研究，这项研究一直延续到80年代中期，使人们基本上掌握了运动病的问题。

70年代后半期，MIT的科学家发明了第一个可实际使用的公共保密键系统，它对计算机的任何一对用户之间进行保密性交流提供了方便；他们还将雷达技术运用于空间飞行器的各种试验，研究了致癌基因使细胞生长失控的过程。

80年代初，MIT发明的一种有机合成方法，在医药、工业和农业化学方面都有极重要的实践意义；还产生

出了毫微微秒（10-15）级的持续时间的光脉冲，这在信息与数据处理过程中有重要的应用；还发明了一种绘制人类基因图的方法。

1985年，马丁·魏泽曼，建立了一种基于“利益分享”原则的“伙伴经济”理论，引起了英格兰和其它欧洲国家的极大兴趣。同时，哈里·戛托斯和他的学生制造了第一种半绝缘材料：铟的磷化物，这种材料的研制成功，对于电子工业开创了一个广阔的发展应用前景。

1986年，史蒂芬·本顿和他的学生在MIT的材料实验室，发明了一种全息照相术，这在医疗、设计和通讯方面都会产生积极的影响。

2006年，麻省理工学院研究人员以病毒建造电池，2006年度美国高等学府捐赠基金回报排名榜，此次麻省理工学院脱颖而出，以23%的回报率力压排名第2的耶鲁大学，名列全美能力最高的大学捐赠基金。另外，麻省理工也研发出了世界上第一个有人类感情的机器人Kismet。

2007年1月，一位麻省理工生物系教授发现了一组最新的核糖核酸（RNA）纲，这对于未来基因的组合来说是一个重大的突破。2007年4月，麻省理工电机系的一研究队发明了不用电池就能使用的笔记本电脑，预计在不久的将来将会轰动整个电子市场。2007年5月，麻省理工一组太空科学研究队发现了宇宙中最热的行星（2040℃）。2007年6月，麻省理工学院宣布，他们已经运用电磁共振技术，不须使用电线，就能隔空传输电力，让一颗六十瓦的灯泡发光。这意味手机、笔记型电脑等小家电，未来可以无线充电，无须使用电池或充电插座。

2009年，麻省理工学院教授Daniela Rus、研究员刘欢等人研制出一种机器人，能为小西红柿浇水、采摘和播种；研究人员表示，这种机器人技术将得到进一步完善，有朝一日成为居民家中的机器人园丁。

2009年10月23日为配合提升美国经济及应对金融危机的国策－新能源革命，美国总统奥巴马在拿到诺贝尔和平奖后便亲临麻省理工考察并做了动员演讲，再次凸显麻省理工在美国及世界上引领新技术浪潮的领导地位。

2013年麻省理工学院研发“4D打印”技术，可以让大型的3D打印部件按照预先设定的结构和外观模式自行组装完成。这项技术的出现将有可能在未来彻底颠覆传统的制造工业，让制造行为在一些严苛的环境条件，如外太空，变得更加容易。这项技术的研发是由麻省理工学院自组装实验室主任斯凯勒·蒂比斯领导的，这是人类首次将变形这一属性内在地添加进了材料本身之中。据蒂比斯介绍：“4D打印本质上其实就是利用复合材料进行的3D打印，通过这种方式你增加了一项功能，那就是变形。这就像是机器人，只是没有了电线和马达。”据了解，4D打印技术牵涉到对特殊材料的应用，这些材料在感知到运动状态，或是暴露于水、空气、重力场、磁场或感知到温度改变时会改变自身的形状。这里所说的第四维便是指材料的这种“自组装行为”。 蒂比斯还透露麻省理工自组装实验室正在与波士顿一家公司开展合作，用4D打印技术开发创新的基础设施管路制造方案。

2013年2月麻省理工学院研制成像芯片产生自然闪光。 移动图像处理现已不是什么特殊的事情，即使是合成HDR照片，凭借NVIDIA新的Tegras芯片也可以在瞬间完成，而麻省理工学院研制了一种新的低功耗芯片，它的处理速度比软件合成更快，能够高速实现自然闪光图像组合。通过瞬时包围曝光功能，使得它能够拍摄HDR照片/视频，或是拥有自然闪光效果的照片，提升照片细节。研究人员声称该芯片还拥有自动降噪功能，通过使用亮度检测功能，避免边缘模糊，从而保留更丰富的细节。该项目的资金由制造业巨头富士康提供，它已经赶上微软研究院的相关项目。只要富士康保持兴趣，最终落实到生产，未来应用到移动摄影设备将不成问题。

2017年3月28日，美国麻省理工学院和芝加哥大学的研究人员开发了一种可以让芯片按照预定的设计和结构自行组装技术。该研究项目的重点是在芯片上自行组装线路，而这恰恰是芯片制造行业最大的挑战之一。有了这种技术，就不必像现有的方式那样在硅片上蚀刻细微特征，而是可以利用名为嵌段共聚物（block copolymer）的材料进行扩张，并自行组装成预定的设计和结构。MIT化学工程系教授卡伦·格里森（Karen Gleason）表示，这种自组装技术需要向现有的芯片生产技术中增加一个步骤。生产技术要利用长波光在硅晶圆上烧制出电路形态。芯片需要采用10纳米工艺，但很难使用同样的波长填满更小的晶体管。EUV光刻技术有望降低波长，在芯片上蚀刻出更细微的特征。这种技术有望实现7纳米工艺，但即便已经投资了数十亿美元研发资金，这种技术依然很难部署。该新技术很容易融入现有生产技术，无需增加太多复杂性。该技术可以应用于7纳米生产工艺，有关这项技术的论文已于本周发表在《Nature Nanotechnology》期刊上。 [

2018年10月11日，美国麻省理工学院（MIT）的一个团队在《科学进展》上报告了一种在微流控芯片上制作神经和肌肉组织的3D模型的方法。借助这种“芯片器官”，他们观察到健康神经元与“渐冻”神经元的惊人差异，并试验了两款仍在临床测试阶段的新药