徐壽早年也學過養孩子的事業。“我試過壹個男生的測試，覺得沒用實用，就放棄了。”顯然，八股詩解決不了他家的生計問題。為了養家，他不得不做生意，同時向上海出售食品。難能可貴的是，徐壽並沒有放棄對知識的追求。生活的艱辛和種田經商的實踐經驗，讓他覺得言傳身教毫無用處，於是在很小的時候就轉向了實學。當時正是鴉片戰爭前夕，清朝已經走向衰落，社會矛盾日益突出。年輕的徐壽立下了“不要荒唐，不要胡說，不要亂說，不要談星象風水，不要談巫術占蔔”的座右銘，立下了經世致用的宗旨。他在研讀《詩經》、《龔宇》等經典書籍時，將書中記載的山川物產列為表格，研讀《春秋》、《漢書》、《水鏡註》等歷史地理著作，關註古今地理的演變與變遷。他喜歡壹切有用的知識。
徐壽的故鄉無錫是著名的魚米之鄉和手工藝品之鄉。那裏有很多能工巧匠。這種風氣也影響了從小熱愛工藝制作的徐壽。“在攻金的東西少的時候有很多手工制作的儀器。”大概就是因為這個愛好，他才逐漸從博覽群書轉向投身於科學技術的研究。徐壽在科學技術方面興趣廣泛，包括數學、天文、歷法、物理、性情、醫學、礦業等等。他不僅致力於中國科技典籍的研究，還認真研究明末清初從歐洲翻譯過來的西方科技著作。他認為技術制造是以科學知識為基礎的，科學原理是通過技術制造來體現的，所以他總是“調查物理，推導真理”。結果，這不僅大大提高了他的科學素養，也使他制作技術儀器的水平越來越精湛。在徐壽的青年時代，中國還沒有專門從事科學研究的學校或機構。他說:“格致精微，無工具不能用。徐壽學習現代科學知識的唯壹途徑就是自學。堅持自學需要毅力。徐壽有這個毅力，是因為他對知識和科學有壹種真誠的追求。在自學方面，他的同鄉華(近代著名科學家，擅長數學，比徐壽小15歲)是他的學弟，他們經常在壹起討論難題，互相啟發。
在學習方法上，徐壽十分註重理論與實踐的結合。1853年，徐壽和華壹起去上海探索新知。他們去了傳教士在英國倫敦創辦的墨海圖書館，結識了當時在西學和數學界頗有名氣的李。李在上海墨海圖書館從事近代西方物理學、動植物、礦物學等書籍的翻譯工作。他們虛心求教、努力學習的態度給李留下了很好的印象。這次他們從上海回來，不僅買了很多書，還買了很多和物理實驗有關的儀器。回國後，徐壽按照書上的提示進行了壹系列的物理實驗。為了研究光學，他買不到三角形玻璃，就把自己的水晶印章磨成三角形，用來觀察光的彩色色譜圖，結合實驗研究物理，使他很快掌握了許多近代物理知識。有壹次，他給幾個孩子做物理實驗演示，其中包括華的弟弟華世芳。先折壹個小紙人，然後用擦圓的玻璃棒指揮紙人跳舞。孩子們看到後感到驚訝和可笑。通過這次演示，他把自己學到的關於摩擦電的知識傳授給了其他人。
1856年，徐壽又去了上海，看了墨海圖書館剛出版的由英國博士主編的《博物新編》中譯本。這本書第壹集介紹了氧、氮等化學物質的現代化學知識，還介紹了壹些化學實驗。這些知識和實驗引起了他的極大興趣。他按照學物理的方法買了壹些實驗儀器和藥品，按照書上的記載邊做實驗邊看書，加深了對化學知識的理解，提高了化學實驗技能。徐壽甚至自己設計了壹些實驗，可見其創造力。鍥而不舍的自學和實驗與理論的結合，最終使他成為掌握現代科學知識的知名學者。
鴉片戰爭失敗的恥辱促使清朝統治集團內部掀起了壹股西化浪潮。所謂西化，就是為了應付西方國家的外交活動，購買外國的槍炮、軍艦、戰艦，學習西方的方法建廠、開礦、修鐵路、辦學校。然而，作為封建官僚，洋務派大多不了解這類知識。辦洋務，除了聘請壹些外教，還需要招聘和培養壹些懂西學的中國人才。洋務派領袖李鴻章上書，要求除八股文考試外，還應培養技術人員，並專設借土科目。在這種情況下，博覽群書的徐壽引起了洋務派的註意，曾國藩、左、張之洞都很賞識他。1861年，曾國藩在安慶開設軍械庫，重點發展兵器。他招募了徐壽和他的兒子徐，以及其他壹些學者包括華，與壹些良好的工具和推薦博學。1862年3月，徐壽和華進入曾國藩創辦的安慶內軍械所。看到當時外國船只在中國內河橫沖直撞，非常憤慨。他們壹起努力，下定決心為我們的國家制造蒸汽機。但是，沒有圖紙，沒有數據。我只從《博物新編》這本書裏看到了蒸汽機的草圖，在安慶長江邊停泊的壹艘外國小輪船上觀察了壹整天。經過反復研究和精心設計，歷時三個月，終於在1862年7月造出了中國第壹臺蒸汽機，這是中國現代工業的開端。蒸汽機試制成功後，他們著手試制蒸汽船。1863年，徐壽、華和徐壽的次子徐，當時只有17歲。他們壹起在安慶內軍械所開始了蒸汽動力船的試制。當時清軍的海軍使用的都是以帆和槳為動力的戰船，不僅速度慢，而且受風向、風力和潮流的影響，遠遠落後於西方資本主義國家已經擁有的蒸汽動力船。壹批先進的中國人，如魏源和鄭看到了這壹巨大的差距，並呼籲中國人民建立自己的蒸汽船，以抗衡入侵者的河流和海洋。當時的湘軍領袖曾國藩采納了制造蒸汽船以打擊太平軍的建議，任命徐、華兩人負責組織。
1864年，安慶內軍械所遷至南京，繼續從事制造研究。1866年4月，在徐壽、華主持下，南京金陵機械制造局(今晨光機械廠)制造出中國海軍第壹艘蒸汽動力艦——皇姑號。4月的壹天，南京下關碼頭旌旗招展，人頭攢動，皇姑首航就在這裏舉行。皇姑號長55英尺，排水量45噸，木質外殼。主機為斜臥式雙蒸汽機，時速12.8公裏左右可行，耗銀8000兩以上。曾國藩和曾紀澤出席了儀式。在解釋船名的含義時，曾國藩說:據古書記載，壹只黃鸝，壹只大鳥，是壹個壹日千裏的人。…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
1866年底，李鴻章與曾國藩將在上海籌建以軍品生產為主的江南制造局。徐壽憑借其傑出的才能，被派往上海協助經營江南制造局。徐壽上任不久，根據自己的理解，提出了辦好江南制造局的四點建議:“壹是譯書，二是采煤煉鐵，三是自己造槍，四是練船海軍。”優先考慮書籍的翻譯，因為他認為要做好這四件事，首先要學習西方先進的科學技術。書籍翻譯不僅能讓更多的人學習到系統的科技知識，還能探索到科技的真諦，即科學精神和科學精神。因為他熱愛科學，篤信科學，所以在當時封建迷信盛行的社會裏，他成了壹個無神論者。他反對迷信，從不相信算命和風水，家裏的婚喪嫁娶也不擇日。有喪事的時候，他不請和尚道士念經。他反對封建迷信，但不像當時壹些學習西學的人那樣，隨傳教士信仰外國基督教。這種信念在當時真的很難能可貴。
1868年，子林西報(上海英國商務處)報道，中國在沒有外援的情況下，建成了第壹艘蒸汽船皇姑號。後來在上海江南制造總局(江南造船廠的前身)，徐壽、許、華等設計制造了惠濟號、號、深海號、成慶號、豫園號等船舶，開創了中國近代造船業的新局面。為了組織書籍的翻譯，1868年，徐壽在江南制造局設立了翻譯館。除延攬傅蘭雅、等西方學者外，還網羅了略通西學的華、季鳳滄、、趙父子。
從1868開始，徐壽在17江南制造總局翻譯大廳做翻譯，專門翻譯西方化學和蒸汽機方面的書籍。他與英國人約翰·弗萊爾合作，翻譯了壹些書籍，如《化學的起源》，系統介紹了19年七八十年代化學知識的主要內容。在翻譯上，他發明了音譯的命名方法，首創了壹套化學元素的中文名稱。即把壹種化學元素的英文發音中的第壹個音節翻譯成漢字作為該元素的漢字名稱。比如固體金屬元素的命名總是在金字旁邊，用壹個類似於元素第壹個音節的漢字來創造鋅、錳、鎂等元素的中文名稱。至今仍在使用。日本得知後，立即派學者到中國學習，介紹回日本使用。徐壽在中國近代化學的發展中起了先驅作用。
為了培養科技人才，徐壽和英國人約翰·弗萊爾於1874在上海創辦了中國第壹所科技學校——格致書院。借此機會，約翰·弗萊爾創辦了中國第壹份科技期刊《格致匯編》。徐壽父子在格致匯編中發表科技專著，並回答讀者提出的問題。
徐壽的次子徐建寅，從小就跟隨父親做科學實驗。17歲，加入安慶內軍械所科研。1900年，在張之洞的邀請下，他到湖北漢陽鋼鐵制藥廠，用幾個月的時間，制成了中國生產的第壹代無煙火藥，突破了外國人對中國的技術封鎖。1901 3月31日，因為壹次意外的火藥爆炸，他獻出了自己寶貴的生命。他遇害時年僅57歲。他是第壹個在現代中國去世的科學家。
徐壽墓現移至梅園空山(梅園陵園旁)。
徐壽和他的翻譯圖書館，隨著壹批介紹外國科學技術書籍的出版，聲譽大增。在制造局，徐壽還為艦炮和子彈做了很多發明。比如他能做出水洗棉藥(硝化棉)和水銀爆藥(就是雷和水銀)，在當時真的很輝煌。他還參與了壹些廠礦的籌備策劃，使他更加出名。李鴻章、丁寶楨、丁日昌等官僚爭相邀請他以高官厚祿經營自己的企業，徐壽婉言謝絕，決心把全部精力投入到翻譯書籍、傳播科技知識上。