Фердинанд испытывал большой интерес к наукам: ботанике, математике, физике и астрономии, он продолжил собирать коллекцию научных инструментов. Однажды один из его подданных маркиз Гвидобальдо дель Монте познакомил герцога с молодым, подающим большие надежды изобретателем, его имя было Галилео Галилей. Этот 25-летний мужчина привлек внимание Гвидобальдо несколькими хитроумными изобретениями, например гидростатическими весами. Галилео произвел большое впечатление на Фердинанда своими обширными знаниями и нестандартным подходом к науке: он считал, что все должно проверяться путем эксперимента. Таким образом Галилей стал основоположником экспериментальной физики.

Герцог помог ему устроиться в Пизанский университет на должность профессора математики, правда, за небольшую зарплату. Но у Галилея было незаконченное высшее образование, поэтому на хорошее жалованье он рассчитывать не мог. В 1605 году Фердинанд пригласил уже 40-летнего ученого на лето на виллу Медичи в Пратолино обучать своего пятнадцатилетнего сына Козимо. Принц был в таком восторге от интересных экспериментов и необычных идей профессора, что впоследствии пригласил его быть домашним учителем собственных сыновей. Так состоялось знакомство и постепенное сближение Галилея с великими герцогами Тосканы, которые будут его покровителями до конца жизни.

При Фердинанде была закончена постройка нового дворца Медичи в Пизе, начатая еще при его брате Франческо по проекту Бернардо Буонталенти. В постройку здания была включена средневековая башня, с которой Галилео Галилей показывал герцогу Козимо II Медичи звездное небо через телескоп, сконструированный собственными руками. В Пизу герцоги Медичи приезжали часто зимой на рождественские праздники или весной на Пасху. По их заказу была отремонтирована набережная реки Арно, где находится их новый дворец и другие палаццо пизанской знати, а также некоторые корпуса университета.

Во Флоренции по заказу и на деньги Фердинанда Медичи был полностью перестроен средневековый мост Святой Троицы. Проект нового моста с тремя арками принадлежит Бартоломео Амманати, в начале и в конце были установлены статуи четырех сезонов его же работы. Этот мост был взорван немцами вместе с остальными, кроме понте Веккио, во время Второй мировой войны. Его перестроили заново в том же виде уже в послевоенное время. Кроме того Фердинанд заказал отремонтировать некоторые улицы города и проложить новые, которые ведут к реке Арно.

Из скульпторов на Фердинанда работали Джамболонья, Бернардо Буонталенти и некоторые другие. Джамболонья по заказу великого герцога отливал бронзовую конную статую его отца Козимо I. Она была закончена в 1595 году и до сих пор украшает площадь Синьории слева от фонтана «Нептун». Джамболонья также изваял мраморную скульптуру «Геракл убивает кентавра Несса», которая находится на лоджии Ланци, позади статуи «Похищение сабинянок» его же работы. Вынужденная, перекрученная поза кентавра, который борется с мифологическим героем Гераклом, – еще один пример стиля маньеризма во Флоренции.