在气象学上，沈括主张用实际的试验来制作天气日历。他历时五年，日夜亲自测试星月的位置变化，获得了可靠的实验数据，为后来制定《齐十二历》奠定了基础。在地质学上，他通过对古代植物化石的观察，推断出古代的自然环境，并首次将历史上使用过的石漆、石脂水、火油、猛火油等名称统一为“油”。

此外，他自己做实验，用石油制造了墨锭。在数学方面，他创立了“间隙积”和“圆周率”。在医学上，他记载了多种有效方剂，撰写了许多医学著作，纠正了《神农本草》中的错误。物理学方面，他记录了指南针的原理和各种制作方法，发现了磁偏角的存在，比澳大利亚早了400多年。在音乐声学方面，他发现了共鸣现象，认为在二十八音中，只要有相同的声音，就可以调和。

1075年，沈括奉命去辽。凭着机智和勇气，他婉拒了北宋辽人割地的贪婪要求。回京途中，他仔细观察辽国的地理形势、山川河流、道路、风土人情，并熟记于心。回国后，他凭着自己的记忆，绘制了《Xi宁世录图钞》，并呈送朝廷。他希望有朝一日出兵北伐，统一全国。后来，他主持编纂了《世界州县地图》。他花了13年时间完成了这套国家地图集。其中，最大的通用地图在比例尺、方位和精度上都超越了以往的成就，达到了相当高的水平。

沈括是北宋时期的杰出人才。他在科学、技术、文学、艺术、历史和考古方面取得了巨大成就。作为一个官宦家庭出身的人，沈括早年跟随父亲四处游历，积累了丰富的知识。后来做官，最终成为王安石变法的得力助手，在繁忙的政务之余继续发挥他的奇思妙想。