Теория длинных волн Кондратьева выделяет 5 технологических укладов, циклично сменявших друг друга со средней периодичностью в 50-60 лет.

1-й цикл – 1780-1840.

Основное направление НТП - механизация производства в промышленности; господствует технологический уклад, основанный на использовании энергии падающей воды. Текстильные фабрики на речках, перегороженных плотинами, станки с приводом от общего вала, проходящего через весь ткацкий цех.

2-й цикл – 1830-1890.

Основное направление НТП – механизация на транспорте; развивается технологический уклад, основанный на использовании энергии водяного пара. Паровой двигатель совершил первую техническую революцию и дал толчок развитию фундаментальных наук, в частности – механики и термодинамики. На этом этапе наука пыталась теоретически объяснить, почему и как работают уже изобретенные умельцами машины.

Произошел резкий скачок в развитии транспорта (широко распространились первые транспортные машины – паровозы, пароходы). На отраслевых рынках обостряется конкуренция. Но на промышленных предприятиях по-прежнему использовался механический привод станков от общего вала. 

3-й цикл – 1880-1940.

Основное направление НТП - электрификация промышленного производства и связи; технологический уклад, основанный на использовании энергии газообразных продуктов сгорания и электроэнергии.          

Поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС) совершил вторую техническую революцию на транспорте – благодаря нему появились автомобили и авиация. Электродвигатель вытеснил механические трансмиссии, каждый станок получил независимый привод. Появилась межконтинентальная информационная связь в режиме реального времени - телефон и радио. Общедоступной стала информация не о том, что произошло вчера или месяц назад, а о том, что происходит в данный момент. 

Наука в этом цикле вышла на первое место, опередив технику. Электричество сначала было исследовано учеными, а уже потом появились изобретения в электротехнике и радиотехнике. Наука проникла в сферу организации труда (НОТ) – появились синхронизированные поточные линии, возникло массовое производство, которое привело к концентрации капитала и к монополизации региональных отраслевых рынков.

4-й цикл – 1930-1990.

Основное направление НТП – химизация производства; преобладает технологический уклад, основанный преимущественно на использовании электроэнергии и энергии химических реакций (включая реакцию горения в газовых турбинах и реактивных двигателях). Реактивный двигатель совершил третью техническую революцию на транспорте – появилась ракетная и космическая техника.        

Развитие ядерной физики открыло новый источник энергии, но доля ядерной энергетики пока не является решающей в промышленных масштабах. Открыт парамагнитный резонанс – распространились лазерные технологии обработки материалов, хранения и передачи информации (волоконная оптика). Развитие органической химии привело к массовому применению новых материалов в легкой промышленности, строительстве, машиностроении. В экономике произошла глобализация отраслевых рынков.

5-й цикл – 1980-2040

Основное направление НТП – информатизация (роботизация) и биотехнизация производства; по прогнозам это будет технологический уклад, основанный преимущественно на использовании энергии ядерных реакций и электроэнергии.          

Создана глобальная информационная система - Интернет, использующая цифровые технологии обработки информационного сигнала. Развиваются информационные технологии в научных исследованиях, виртуальные (цифровые) модели заменили натурные и аналоговые физические эксперименты, в т.ч. ядерные испытания. Биотехнологии в производстве материалов, в перспективе - биороботы. Выход промышленного производства в околоземный космос.

Как результат развития информатики и связи - промышленная логистика (поставки точно в срок), в экономике развивается взаимодействие крупного и малого бизнеса; происходит индивидуализация производства и потребления. 

НТП идет неравномерно не только по разным научным направлениям,

но и по странам. В России одновременно присутствуют технологии, относящиеся к 3, 4 и 5 циклу НТП. Пока преобладают базовые технологии 4-го и 3-го циклов. 

Поскольку в цикле «наука – техника» ведущая роль стала принадлежать науке, переход к 5-му циклу требует резкого увеличения расходов на НИОКР и на промышленные инновации. Мировые корпорации тратят на них до 10% своего бюджета. В России не только фундаментальная, но и отраслевая наука по-прежнему финансируются государством, доля которого по разным отраслям составляет 65-100% в общих отраслевых затратах на НИОКР. При этом в целом финансирование исследований и разработок катастрофически недостаточно. Одна из причин - слабая коммерциализация прикладной отраслевой науки. Научно-промышленный продукт пока не стал в полной мере товаром, так как нет эффективно действующей правовой базы по защите прав на интеллектуальную собственность.