康熙帝很小的时候就刻苦读书。每天竟达10余小时之多。至青年时，经、史、子、集便滚瓜滥熟。特别可贵的是，他成年以后，在治理国家的实践中，知道了自然科学的重要，便苦学起自然科学来。据史书《正教奉褒》记载：他亲自召见外国传教士中明白自然科学的徐日升、张诚、白进、安多等人，请他们轮流到内廷养心殿讲学。讲学内容有：量法、测算、天文、历法、物理诸学。就是外出巡视，也邀请张诚等人随行，每天工作空闲的时候，到处讲学。
康熙帝虚怀若谷，认真学习，甚至还亲自演算，一丝不苟。西人张诚在给自己国家的报告中也说：“每朝四时至内廷侍上，直到日没时还不准归寓。每日午前二时间及午后二时间，在帝侧讲欧几里德几何学或物理学及天文学等，并历法炮术的实地演习的说明，甚至有时忘记用膳……”
康熙帝还能向国内许多有学问的人请教，使自己的学问更精更深，特别是在自然科学方面更有造诣。他还接受数学家陈厚耀的建议，编纂了一本集当时数学之大成的百科全书《数理精蕴》。