농사가 나라의 근본이었기에 세종은 하늘과 날씨를 정확히 아는 데 힘썼다. 노비 출신 기술자 장영실 등이 스스로 시각을 알리는 물시계 자격루(1434)와 해시계 앙부일구를 만들었고, 1441년에는 빗물의 양을 재는 측우기를 만들어 전국의 강우량을 기록했다. 한양을 기준으로 해와 달의 움직임을 계산한 역법서 『칠정산』, 우리 땅에 맞는 농법을 모은 『농사직설』(1429)도 펴냈다.
북쪽에서는 여진족이 자주 국경을 넘어왔다. 세종은 최윤덕을 보내 압록강 상류에 4군을, 김종서를 보내 두만강 하류에 6진을 설치했다. 남쪽 지방 백성을 옮겨 살게 해 이 땅을 개척했고, 이로써 압록강과 두만강을 잇는 오늘날 한반도의 국경선이 대체로 자리 잡았다.
남쪽에서는 1419년 이종무가 왜구의 근거지인 쓰시마(대마도)를 정벌했다. 이후 조선은 몇몇 항구를 열어 제한된 무역을 허락하는 방식(1443년 계해약조 등)으로 일본과의 관계를 관리했다.