在地质地理方面，沈括正确解释了化石的形成，比达?芬奇关于化石的类似论述早四百多年。他一生游历全国南北各地，对华北冲积平原的形成和雁荡山流水侵蚀等现象进行了深入研究。他提出的 “流水侵蚀作用” 观点，比 1785 年英国赫顿在《地球理论》一书中同样的论述早近七百年。在水利工程方面，沈括采用 “分层筑堰法” 主持沭水和芜湖的治理工程，开垦旱涝保收良田，还写了《圩田五说》、《万春圩图书》等关于筑堤防水护田技术的着作。元佑二年，他完成了花费二十年心血编修的大型地图集《守令图》。沈括精确测量了四百二十多公里的汴渠河段，得出全程地段的落差与今天的测量结果相比只差几厘米。
（四）物理化学贡献卓越
在物理学方面，沈括深谙力学、光学、声学、磁学。他发现了地磁偏角，指出 “以磁石磨针针锋则能指南，然常微偏东，不全南也”，比哥伦布 1442 年的地磁偏角报告早四百多年。在光学方面，他对小孔成像、凹面镜成象、凹凸镜的放大和缩小作用等作了通俗生动的论述，并对 “透光镜” 的透光原因进行了科学解释。他还研究了声音的共振现象，用纸人来放大琴弦上的共振，比 1677 年英国人诺布尔和皮戈特用纸游码演示弦线共振早五百多年。此外，他还描述了 “虚能纳声” 的空穴效应。在化学方面，沈括讲述过金属置换，如 “胆水炼铜”。他还观察到化学冷光和生物化学冷光两种自然现象，首先命名了 “石油”，考察过石油的矿藏分布，创造了用石油炭黑代替松木炭黑制造烟墨的工艺，并预见到 “此物后必大行于世”。
（五）生物医学成果斐然
沈括对生物的相生相克现象有过观察和分析，记录了不少有效的医药良方，留下着作《沈存中良方》。该书在北宋熙宁八年与苏轼所撰的《苏学士方》合编成十五卷的《苏沈良方》，为我国古代医学的发展做出了贡献。
三、政治生涯波澜起伏
（一）初入政坛展锋芒
沈括担任太子中允、权知开封府等职务期间，秉持公正，一心为民。他处理政务严谨细致，对每一个案件都认真审查，力求做到公正公平。在开封府任职时，他积极整顿吏治，打击贪污腐败，为百姓创造了一个良好的社会环境。他的勤政爱民之举赢得了百姓的赞誉和爱戴。