經由魏晉時儒學獨尊的地位被破除後，到了南北朝時期的思想已經形成多元化的思想。在諸多的思想流派中，出現了以法治國、務實求治的主張和“無君論”等有價值的觀點，也產生了消極頹廢、遁世遊仙的思想，影響最大的是玄學思想。南北朝時代，在思想文化領域出現了不同於兩晉時期的新形勢，玄學思潮歸於沉寂，佛道二教繼續發展。佛教大量譯經，廣泛流行，滲透到政治、經濟、社會、民俗及文化的各個層面。儒學面臨嚴峻挑戰。由於佛教的急劇膨脹，使原來儒、玄、佛、道的相互關係及其歷史格局發生新的變化。儒家學者在思想、文化上的批評焦點，由老莊玄學轉向佛教，出現了大批反佛思想家。
文學南北朝時期的文學發展迅速，其中南朝風格偏向華麗纖巧，而北朝風格偏向豪放粗獷。南朝文學代表是駢文，講究格律、詞藻、用典，內容多脫離實際生活，抒發一些富貴閒愁，以庾信、應揚的文章爲代表。而北朝代表人物是北地三才，即邢邵、魏收、溫子升。敘事長詩以南朝的《孔雀東南飛》和北朝的《木蘭詩》爲代表。民歌方面，由與南北文化不同，呈現出不同的色彩和情調。《樂府詩集》即有“豔曲興於南朝，胡音生於北俗”的說法。在文學研究方面，劉勰的《文心雕龍》成爲中國第一部系統文藝理論鉅著。南朝梁武帝的長子蕭統組織文人編選的《昭明文選》是中國現存的最早一部詩文總集。這兩部鉅著都對後來中國文學的發展產生了深遠影響 。同時，道教影響了中國藝術及科學。例如《遊仙詩》等文學，描述神仙飄逸之妙或藉由神仙之說抒發情懷。道教名士陶弘景、陸修靜均擅長神仙文學 。
史學南北朝繼承了漢代以來設官修史之制。宋設著作官(宋齊樑陳時官名及分職屢有更改)，負責撰修國史(本王朝史)及帝王起居注。齊始有國史與前朝史之分。北魏亦設著作官及起居令史，使修史官與起居官逐漸分職。北齊始設史館(或稱史閣)，爲專門修史機構，影響中國日後的官方修史制度。西魏、北周亦設著作官制度。南北諸朝又有大臣監修史書 。此外，南朝梁時始行編修武帝、梁元帝的“實錄”，是爲唐代開始一朝接一朝修實錄的濫觴 。紀傳體斷代史書在南北朝史學仍佔一席位。官修的有如沈約《宋書》、蕭子顯《齊書》、魏收《魏書》 ，私修的有如范曄《後漢書》 。反映社會各種狀況的史書，亦在南北朝盛行。如范曄《後漢書》、沈約《宋書》當中新增“獨行”、“逸民”(或“隱逸”)、“列女”等類傳記各種人物面貌;宗教史籍有慧皎《高僧傳》 ;記述寺院建築的有楊炫之《洛陽伽藍記》 ;地理類著作方面，以酈道元《水經注》爲南北朝集大成之作。少數民族歷史亦因五胡各族建割據政權而深受重視，成就較高的有崔鴻《十六國春秋》 。譜學(或叫譜牒學、家譜學)在南北朝門閥政治影響下而大盛一時。各豪族郡望爲求鞏固社會地位和政治權利，乃撰修家牒，以彰顯自身血統、門第及婚宦。繼家譜出現後，又有了家譜學的研究，當時便出現“統譜”、“百家譜”等書籍 。南北朝的注史之學，具代表性的有如裴松之《三國志注》。裴注着重資料蒐集、補充史事，不再侷限於對音訓及解釋史文，對中國的注史方法產生有相當影響。裴松之對史料相互考異，日後史家有所繼承，如司馬光撰《資治通鑑考異》。裴注裏又有對前代史家的評論，這推動了中國史學批評的發展 。
宗教六國晚期出現改革道教的寇謙之，他受東晉靈寶派的影響，製作《雲中音誦新科之誡》等經八十餘卷，在精義經理方面無所創新，卻明確聲稱要清理道教，除去五斗米道的三張(張陵、張衡、張魯)僞法、租米錢稅及男女合氣之術，嚴格齋戒禮拜，使道教組織更爲嚴密，道規教儀更爲完備。南北朝時期的佛教於北魏開始流行。人們對菩薩的信仰十分流行。隨著佛教的傳播，發展佛像、壁畫、石窟寺院等也得到了空前的發展。其中敦煌千佛洞、雲崗石窟、龍門石窟、麥積山石窟成爲中國造像藝術寶庫之中的瑰寶。此後佛教又加入密宗、禪宗等新教派，逐漸中土化。
藝術南北朝時藝術興盛，南方以繪畫爲主，北方以雕刻塑像爲主 。畫論、畫史在此時期已建立，如謝赫的《畫品》，提出繪畫品鑑的六法，而其中的“氣韻生動” 說更被歷代畫評家奉爲最高水準。在佛像石窟雕像上，北朝石窟造像，著名的有云岡石窟、龍門石窟、敦煌莫高窟、麥積山石窟、天龍山石窟等。石窟藝術最雄偉的是雲岡20辜的座像。佛像容貌豐滿，兩肩寬厚，衣褶線條緊貼身軀而雕，莊嚴中寓有慈祥，表現出佛的胸懷氣度。彩塑最好的是敦煌莫高窟第259窟的造像，含蓄微笑的神態，給人以恬靜的美感。洛陽永寧寺塔基出土的北魏泥塑殘像最爲精緻，面目傳神。隨著山水詩的出現，長期以來的以表現人物爲主的繪畫傳統開始轉變，山水景色也成爲繪畫的內容。南朝還有不少以人物畫著稱的畫家，也有人在團扇上畫出“咫尺之內而瞻萬里之遙”的山水。南齊謝赫撰著了研究繪畫理論的《古畫品錄》，而他所總結的“六法”，已不僅限於人物畫，對後世有很大影響。南朝陵墓雕刻方面，歷代帝王、貴族陵墓前有神道石柱、石碑、石獸等。石獸又稱避邪，由獅子造型演變而來，有驅邪、求福或昇天之含意。其中已齊武帝陵前的天祿(雙角石獸)、齊景帝陵前的麒麟最具代表。風格承襲漢代石獸雕刻，善於利用整塊石材，以洗練的手法表現雄偉的氣勢。魏晉南北朝是楷書發展的青年期，其中南北朝的碑刻是楷書的寶庫。北朝碑刻即所謂的魏碑書法，魄力雄渾，氣象渾穆，體態多變，著名的有《龍門二十品》、《張猛龍帖》、《鄭文公碑》、《石門銘》等，以及衆多的墓誌銘文。南朝有名的碑如《爨龍顏碑》、《瘞鶴銘》等 。
