北京中軸線是明清兩朝北京城的東西對(duì)稱軸線，元朝營(yíng)建大都，奠定了北京中軸線的最初形態(tài)。明朝朱棣遷都北京之后，北京中軸線向南延伸，南起永定門，北至鐘鼓樓，全長(zhǎng)7.8千米，匯集了最重要的國(guó)家紀(jì)念性建筑、禮儀性建筑和標(biāo)志性建筑，如故宮、天安門等。2024年7月27日，“北京中軸線——中國(guó)理想都城秩序的杰作”正式列入《世界遺產(chǎn)名錄》。

北京中軸線如此引人矚目，與它蘊(yùn)含的諸多科學(xué)技術(shù)密切相關(guān)。

北京中軸線建筑符合幾何學(xué)原理。它整體呈現(xiàn)嚴(yán)格的對(duì)稱布局，從永定門到鐘鼓樓，建筑以中軸線為對(duì)稱軸左右對(duì)稱分布，不僅有平穩(wěn)莊重的視覺(jué)效果，還在規(guī)劃和建設(shè)時(shí)更加便捷高效。中軸線的單體建筑設(shè)計(jì)注重建筑比例和幾何形狀的和諧，如故宮太和殿，其建筑平面呈長(zhǎng)方形，長(zhǎng)寬比例恰當(dāng)，屋頂?shù)钠露取⒍饭暗某叽缗c建筑整體高度之間也存在一定的比例關(guān)系。這由長(zhǎng)期的實(shí)踐和審美積累而成，符合視覺(jué)美學(xué)原理，使建筑看上去更加雄偉壯觀。

故宮的排水系統(tǒng)符合水利學(xué)原理。故宮的地面呈一定的坡度，整體北高南低，形成自然排水的坡度。故宮有總長(zhǎng)度超過(guò)15千米的明溝暗渠排水系統(tǒng)，明溝用于收集地面雨水，暗渠將雨水輸送到宮內(nèi)總干渠——內(nèi)金水河中。內(nèi)金水河連接故宮城墻外的外金水河、護(hù)城河等水系，能夠有效將雨水排出故宮，確保故宮在暴雨天氣也不會(huì)被水淹。

明朝永樂(lè)年間拆除元朝宮殿、挖掘紫禁城護(hù)城河時(shí)，渣土和泥土被堆積在紫禁城的北門外，形成一座土山，初稱萬(wàn)歲山，后改稱景山。景山位于北京中軸線的中心位置，也是中軸線的制高點(diǎn)，是明清兩朝皇家御苑。景山上建筑物的主體結(jié)構(gòu)是木質(zhì)，易受蟲(chóng)害和雨水的侵蝕。為了保證建筑質(zhì)量，延長(zhǎng)建筑壽命，明朝匠人在涂油漆之前，先給木料做了“地仗”。地仗由灰漿和麻組成，灰漿的主要材料是磚灰，其表面呈多顆粒聚集狀，有許多不均勻的孔隙，結(jié)殼后便于滲油。除了磚灰，灰漿中還含有豬血、桐油等。這是因?yàn)樵诨覞{中加入豬血，可以提高黏合度；加入桐油，可以防潮、防水，且桐油有毒，滲入木材內(nèi)部之后，可以阻止細(xì)菌滋生，防止蟲(chóng)害。地仗中的“麻”包括苧麻、黃麻、線麻等，用麻絲包裹木構(gòu)件的表面，可以產(chǎn)生約束力，相當(dāng)于給灰層加入“筋骨”，防止灰層開(kāi)裂、脫落。正是由于使用了地仗等傳統(tǒng)工藝，歷經(jīng)600多年的歲月，景山上的建筑屹立如初。

中軸線的建筑材料也頗為講究。故宮三大殿、太廟等建筑的地面鋪設(shè)了金磚。這是一種二尺見(jiàn)方的大磚，產(chǎn)于蘇州，土質(zhì)黏而不散、粉而不沙，可塑性強(qiáng)，經(jīng)特殊工藝歷時(shí)2年方能制成的金磚堅(jiān)硬密實(shí)，“敲之有聲，斷之無(wú)孔”。建筑的頂部大量使用琉璃瓦，其主要原料坩子土、石英、氧化鉛等在1 000℃左右高溫?zé)频倪^(guò)程中會(huì)發(fā)生物理和化學(xué)變化，使琉璃瓦顏色鮮艷、堅(jiān)硬光滑、光澤度高，還能防水、耐腐蝕，可以有效保護(hù)建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

在明清兩朝，北京城的整體規(guī)劃建設(shè)一直圍繞著中軸線展開(kāi)，使北京中軸線成為世界上現(xiàn)存最長(zhǎng)、保存最完整的古代城市中軸線。而今，隨著現(xiàn)代化建設(shè)的需要，北京中軸線有所延伸，許多重要的現(xiàn)代建筑坐落在中軸線的延長(zhǎng)線上，如向北有北京奧林匹克公園，向南有北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)等，為北京這座國(guó)際化大都市增添了新的活力。