地盤是青銅做成的，內圓外方，中心圓面磨得非常光滑，以保證勺體指示方向的準確性。中心圓外圍依次佈列八卦、天干、地支和二十八宿，共計二十四個方位。地盤中心的小勺是用整塊的天然磁鐵磨成的，磁鐵的正極磨成司南的長柄，勺頭底部是半球面，非常光滑。使用時先把地盤放平，再把司南放在地盤中間，用手撥動勺柄，使它轉動，等到司南停下來，勺柄所指方向就是南方。這種勺形司南直到八世紀時仍在應用。
發明造紙
造紙術是中國四大發明之一，人類文明史上的一項傑出的發明創造。中國是世界上最早養蠶織絲的國家。中國古代勞動人民以上等蠶繭抽絲織綢，剩下的惡繭、病繭等則用漂絮法制取絲綿。漂絮完畢，篾席上會遺留一些殘絮。當漂絮的次數多了，篾席上的殘絮便積成一層纖維薄片，經晾乾之後剝離下來，可用於書寫。這種漂絮的副產物數量不多，在古書上稱它爲赫蹏或方絮。這表明了中國造紙術的起源同絲絮有着淵源關係。
中國古代四大發明之一的紙張，很大可能是起源於中國南方，並且和嶺南地區特別是環珠江口周圍6000多年前涌現的豐富的樹皮布文化體系有密切關係。中國自上世紀90年代環珠江口包括香港出土大量石拍，其中，深圳鹹頭嶺遺址出土的不同時期石拍，科學測年表明距今6800年前或更早，是迄今所知世界上最早的樹皮布製作石拍，揭示出中國嶺南地區是世界樹皮布文化起源地。研究證明樹皮能通過拍打，做成像紙一樣的載體，其存在可能已有數千年之久。樹皮布在南中國很早已存在，東南亞和中美洲也有使用樹皮紙的傳統。
造紙文化
在古代，埃及有紙草紙，歐洲有羊皮紙，中國歷史上有絲絮紙和作書寫用的縑帛紙和蔡侯紙，其中只有植物纖維製造的蔡侯紙對世界造紙業的發展及人類文化的傳播具有深遠影響，其基本工藝一直沿用至今。
根據史書記載和後人研究，蔡倫造紙術的基本點，歸納起來就是用植物纖維爲原料，經過切斷，漚煮、漂洗、舂搗、簾抄、乾燥等步驟製成的纖維薄片。沒有經過造紙基本步驟處理的纖維薄片，不具備紙的基本性能，就不能稱之爲中國古代傳統概念上的紙。世界上最早的紙是埃及的紙莎草紙，而歐洲中世紀則普遍使用羊皮紙，這兩種紙因爲原料單一，改進餘地有限，被使用複數種類材料的中國紙所取代。如今還有個別的地方還使用造紙術來造紙。
大約在3500多年前的商朝，中國就有了刻在龜甲和獸骨上的文字，稱爲甲骨文。到了春秋時，用竹片和木片替代龜甲和獸骨，稱爲竹簡和木牘。
甲骨和簡牘都很笨重，戰國時思想家惠施喜歡讀書，每次外出遊學身後都跟着五輛裝滿竹簡的大車，所以有學富五車的典故。西漢時在宮廷貴族中又用縑帛或綿紙寫字。縑是細絹、帛是絲織品的總稱吏一方縑帛上寫字時，便於書寫，不但比簡牘寫得多，而且還可以在上面作畫，但是價格昂貴，只能供少數王公貴族使用。
人們都知道蔡倫造紙，實際上，在東漢蔡倫大規模造紙之前，中國人就已經發明瞭造紙術，20世紀在中國各地出土的許多西漢時期的古紙片，可以證明這一點。這並非否定蔡倫造紙之功，而是說蔡倫的造紙術並非是突然之間的發明，它有一個技術積累的過程。西漢時期出土的植物纖維紙，是蔡倫造紙的前身。蔡倫擴大了造紙原料的範圍，破布、魚網、樹皮、麻頭等都可以造紙，其中樹皮造紙更是他的發明。他的造紙工藝更爲精細，造紙術到他這裡，擺脫了紡織品附庸的地位——此前都是利用紡織之後拋棄的副產品來造紙的，蔡倫將造紙發展爲一種獨立的工藝。
造紙術在7世紀經朝鮮傳到日本。8世紀中葉傳到阿拉伯聯合酋長國。到12世紀，歐洲才仿效中國的方法開始設廠造紙。
發明火藥
一種黑色或棕色的炸藥，由硝酸鉀、木炭和硫磺機械混合而成，最初均製成粉末狀，以後一般製成大小不同的顆粒狀，可供不同用途之需，在採用無煙火藥以前，一直用作唯一的軍用***。火藥是中國古代煉丹家發明於隋唐時期，距今已有一千多年了。火藥的研究開始於古代道教的煉丹術，道士們爲求長生不老而煉製丹藥，雖然毒死了不少道士和帝王，但它的實驗方法還是有可取之處，最後導致了火藥的發明。
煉丹家雖然掌握了一定的化學方法，但是他們的方向是求長生不老之藥，火藥的發明是副產品。煉丹家對於硫磺、砒霜等具有猛毒的金石藥，在使用之前，常用燒灼的辦法“伏”一下，“伏”是降伏的意思。使毒性失去或減低，這種手續稱爲“伏火”。唐朝中期著名道士柴炫圻，在“伏火礬法”中提出了一個伏火的方子：“硫二兩，硝二兩，馬兜鈴三錢半。右爲末，拌勻。掘坑，入藥於罐內與地平。將熟火一塊，彈子大，下放裡內，煙漸起。”他用馬兜鈴代替了孫思邈方子中的皁角，這兩種物質代替碳起燃燒作用的。伏火的方子都含有碳素，而且伏硫磺要加硝石，伏硝石要加硫磺。這說明煉丹家有意要使藥物引起燃燒，以去掉它們的猛毒。雖然煉丹家知道硫、硝、碳混合點火會發生激烈的反應，並採取措施控制反應速度，但是因藥物伏火而引起丹房失火的事故時有發生。《太平廣記》中有一個故事，說的是隋朝初年，有一個叫杜春子的人去拜訪一位煉丹老人。當晚住在那裡。半夜杜春子夢中驚醒，看見煉丹爐內有“紫煙穿屋上”，頓時屋子燃燒起來。這可能是煉丹家配置易燃藥物時疏忽而引起火災。