Italias kulturelle storhetstid er gjerne regnet som renessansen (i Italias tilfelle 1300–1600), der blant annet vitenskap, oppdagelse, kunst, musikk, litteratur og arkitektur begynte å blomstre. De hadde allerede tidligere kjente oppdagelsesreisende som Marco Polo og matematikere som Leonardo Fibonacci i middelalderen, men fra renessansen av hadde de matematikere som Galileo Galilei, Gerolamo Cardano og Luca Pacioli, oppdagelsesreisende som Cristopher Columbus og Amerigo Vespucci og vitenskapsmenn som Giambattista della Porta og Andrea Cesalpino. Etter renessansen kom flere andre store vitenskapsmenn som Evangelista Torricelli, Carlo Antonio Manzini, Giovanni Alfonso Borelli, Francesco Maria Grimaldi, Giovanni Battista Riccioli, Laura Bassi, Alessandro Volta med flere. Italia har fem nobelprisvinnere i fysikk (Guglielmo Marconi, Enrico Fermi, Emilio Segrè, Carlo Rubbia og Riccardo Giacconi), en nobelprisvinner i kjemi (Giulio Natta) og tre nobelprisvinnere i medisin (Camillo Golgi, Daniel Bovet og Rita Levi-Montalcini).