Fatih, askeri başarılarla Osmanlı Devleti’ni büyük bir imparatorluğa dönüştürdü.
Bilime, tarihe ve felsefeye özel ilgi gösterdi. Türkçeden başka Arapça, Farsça, Latince ve Yunanca kitaplardan oluşan özel bir kütüphanesi vardı. Avni takma adıyla şiirler yazdı. Şiirleri Fatih Divanı (1944), Fatih’in Şiirleri (1946), Fatih ve Şiirleri (1959) gibi adlar altında basıldı. Bilim insanlarını ve edebiyatçıları destekleyen Fatih, nesir ustası Sinan Paşa ile şair Ahmed Paşa’yı vezirliğe kadar yükseltti. Ünlü matematikçi ve astronomi bilgini Ali Kuşçu’nun İstanbul’da kalmasını sağladı. Fatih, İtalyan ressam Gentile Bellini’yi 1479’da İstanbul’a getirterek resimlerini yaptırdı.
Fatih, Osmanlı Devleti’ne düzenli ve sürekli bir yapı kazandırmak için önemli düzenlemeler yaptı. Yönetim, maliye ve hukuk alanında koyduğu kuralları içeren Fatih Kanunnamesi, sonraki dönemde de yürürlükte kaldı.
Bu kanunname, tahta çıkan padişaha devletin geleceği (nizâm-ı âlem) için kardeşlerini öldürme hakkı veriyordu.
Bu durum, I. Ahmet Dönemine (1603-1617) kadar sürdü. I. Ahmet, şehzadelerin sancaklara çıkmasına son verdi ve padişahın, Osmanlı Hanedanı içinde en yaşlı ve en aklı başında olanın olacağını belirtti.
Fatih’in saltanatı döneminde Osmanlı ülkesinde 500'den fazla mimari yapı yapıldı. Onun adına yapılan en önemli yapı, İstanbul'da bir cami ile medrese, kitaplık, imarethane (aşevi), darüşşifa (hastane), hamam, kervansaray gibi birimleri kapsayan Fatih Külliyesi’dir.
Fatih, Theodosius Forumu’nun olduğu yerde ilk sarayının inşasını başlattı. Daha sonraki yıllarda ise Sarayburnu’nda Topkapı Sarayı’nı inşa ettirdi. İstanbul’un ilk Osmanlı yükseköğretim kurumu olan Sahn-ı Seman’ı kurdu. Sahn-ı Seman medreseleri Fatih Külliyesi içindeki en yüksek düzeyli medreseler idiler. Sahn-ı Semân’ın eğitim müfredatının hazırlayıcılarından biri çağın önemli bilim adamı Ali Kuşçu’dur.
Medreselerde Ali Kuşçu tarafından düzenlenen bir okutma planının olduğu, hatta bunun “Kânûnnâme” şeklinde yapıldığı bilinmekle birlikte, bugüne kadar incelemesi yapılan Osmanlı arşiv belgeleri arasında ele geçirilememiştir. Bu kanunnamenin aslının 1918 yılında külliyede çıkan yangınla yok olması da olasıdır.
Sahn-ı Semân, Kanuni tarafından açılan Süleymaniye Medreseleri zamanına kadar nakli ve akli bilimlerde öğrenci yetiştirmekteydi. Kanuni devrinde bu medreseler şer’î bilimler ihtisası yapılan medreseler oldular, Süleymaniye Medreseleri de aklî bilimlerin ihtisas yeri oldu. Ali Kuşçu, Fatih tarafından astronomi eğitimi için Semerkant’a gönderildi ve daha sonra 1470’te Takiyuddin tarafından Tophane’de kurulacak gözlemevinin ilk çalışmalarını yaptı.