25 grudnia 800 r., król Franków Karol Wielki został ukoronowany cesarzem i stworzył Imperium Karolińskie, które zostało podzielone w 843 r., na podstawie traktatu w Verdun. Święte Cesarstwo Rzymskie powstało ze wschodniej części podzielonego obszaru. Jego terytorium rozciągało się od rzeki Eider na północy do wybrzeży Morza Śródziemnego na południu[16]. Podczas panowania władców z dynastii Ludolfingów w latach 919–1024, kilka ważniejszych księstw zostało połączonych, a król niemiecki został ukoronowany na Świętego Cesarza Rzymskiego w 962 r. Święte Cesarstwo Rzymskie wchłonęło północną Italię i Burgundię podczas rządów dynastii salickiej (1024–1125), lecz cesarze utracili znaczną część swojej potęgi podczas sporu o inwestyturę.
Podczas upadku Napoleona, kongres wiedeński w 1814 stworzył Związek Niemiecki (Deutscher Bund), luźną ligę 39 krajów. Niezgoda z europejską restauracją monarchów spowodowała zwiększenie ruchów liberalnych, co spowodowało wprowadzenie nowych represji przez austriackiego kanclerza Klemensa von Metternicha.Niemiecki Związek Celny, unia celna, podtrzymywała ekonomiczną równość wszystkich państw niemieckich[22].Nacjonalizm i liberalne idee rewolucji francuskiej zdobyły rosnące poparcie Niemców, głównie młodych. W świetle Wiosny Ludów, która zdestabilizowała francuską republikę, intelektualiści i inni obywatele rozpoczęlirewolucję. Król prus, Fryderyk Wilhelm IV otrzymał ofertę zostania cesarzem, ale z ograniczoną władzą, co sprawiło, że zrezygnował z korony i zaproponował wprowadzenie konstytucji, doprowadzając do czasowego niepowodzenia ruchu nacjonalistycznego.
Prace Alberta Einsteina oraz Maxa Plancka były decydujące podczas tworzenia nowoczesnej fizyki, którą później rozwinęliWerner Heisenberg i Erwin Schrödinger[164]. Byli oni poprzedzani przez innych kluczowych fizyków, takich jak Hermann von Helmholtz, Joseph von Fraunhofer, czy Gabriel Fahrenheit. Wilhelm Röntgen odkrył promieniowanie X, co sprawiło, że został pierwszym laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki w 1901 r.[165], a jego imieniem nazwano pierwiastek. Heinrich Hertzpracował nad promieniowaniem elektromagnetycznym, co było istotne w rozwoju telekomunikacji[166]. Również wiedza na temataerodynamiki została rozwinięta przez Niemca, Ludwika Prandtla. Innymi znanymi niemieckimi fizykami są: Karl Ferdinand Braun(1850-1918), Wilhelm Wien (1864-1928), Johannes Stark (1874-1957), Max von Laue (1879-1960), James Franck (1882-1964), Gustav Ludwig Hertz (1887-1975), Walther Bothe (1891-1957), Werner Heisenberg (1901-1976), Ernst Ruska (1906-1988), J. Hans D. Jensen (1907-1973), Wolfgang Paul (1913-1993), Herbert Kroemer (1928-), Rudolf Mössbauer (1929-2011),Peter Grünberg (1939-), Theodor W. Hänsch (1941-), Klaus von Klitzing (1943-), Gerd Binnig (1947-), Horst Störmer (1949-),Georg Bednorz (1950-) oraz Wolfgang Ketterle (1957-). W sumie 23 Niemców zdobyło Nagrodę Nobla.
a przełomie XVI i XVII wieku w Niemczech działało wielu znanych astronomów. Za najwybitniejszego z nich uznaje się Johannesa Keplera, który opracował trzyprawa ruchu planet, z których w kolejnych stuleciach korzystali inni naukowcy, na przykład Isaac Newton. Simon Marius nazwał natomiast cztery największe księżyce Jowisza – Ganimedes, Europę, Io i Kallisto. Johann Bayer opublikował Uranometrię, pierwszy atlas nieba ukazujący całą sferę niebieską. Sto lat później Maria Margarethe Kirch została pierwszą kobietą, która odkryła kometę, a wśród dokonań Friedricha Wilhelma Bessela znajdziemy: pomiar położenia ok. 50 tys. gwiazd, wykazanie istnienia planety Neptun, zmierzenie paralaksy, a także udowodnienie, iż Syriusz i Procjon wykonują niewielkie ruchy. Na początku XIX wieku Friedrich Wilhelm August Argelander posunął się o krok dalej i skatalogował 324 188 gwiazd, określając ich jasność i pozycję. Johann Gottfried Galle, przy współpracy Heinricha Louis d’Arresta jako pierwszy zaobserwował Neptuna, a Hermann Karl Vogel odkrył gwiazdy spektroskopowo podwójne. Max Wolfwprowadził fotografię do badań astrofizycznych, co pozwoliło mu na odkrycie m.in. przeszło 200 asteroid[170]. Pierwszym niemieckim astronautą w kosmosie byłSigmund Jähn, który opuścił Ziemię w 1978 r. Od tego czasu w kosmos wyruszyło kilkunastu niemieckich kosmonautów .