康熙帝很小的時候就刻苦讀書。每天竟達10餘小時之多。至青年時，經、史、子、集便滾瓜濫熟。特別可貴的是，他成年以後，在治理國家的實踐中，知道了自然科學的重要，便苦學起自然科學來。據史書《正教奉褒》記載：他親自召見外國傳教士中明白自然科學的徐日升、張誠、白進、安多等人，請他們輪流到內廷養心殿講學。講學內容有：量法、測算、天文、曆法、物理諸學。就是外出巡視，也邀請張誠等人隨行，每天工作空閒的時候，到處講學。
康熙帝虛懷若谷，認真學習，甚至還親自演算，一絲不苟。西人張誠在給自己國家的報告中也說：“每朝四時至內廷侍上，直到日沒時還不準歸寓。每日午前二時間及午後二時間，在帝側講歐幾里德幾何學或物理學及天文學等，並曆法炮術的實地演習的說明，甚至有時忘記用膳……”
康熙帝還能向國內許多有學問的人請教，使自己的學問更精更深，特別是在自然科學方面更有造詣。他還接受數學家陳厚耀的建議，編纂了一本集當時數學之大成的百科全書《數理精蘊》。