在化學方麵，他研究（鹿耳）延境內的石油礦藏和用途，注意到石油資源豐富，而“石油”一詞更是他首先使用的。
在光學方麵，《夢溪筆談》中記載的知識也極為豐富。關於光的直線傳播，沈括在前人的基礎上，有更加深刻的理解。為說明光是沿直線傳播的這一性質。他在紙窗上開了一個小孔，使窗外的飛鳥和樓塔的影子成像於室內的紙屏上麵進行實驗。根據實驗結果，他生動地指出了物、孔、像三者之間的直線關係。此外，沈括還運用光的直線傳播原理形象的說明了月相的變化規律和日月蝕的成因。在《夢溪筆談》中，沈括還對凹麵鏡成像、凹凸鏡的放大和縮小作用作了通俗生動的淪述。
在天文方麵，記述有作者改進渾儀、浮漏、圭表河，開宋元時代天文儀器改革之先河。在曆法方麵，記述了作者主持編訂《奉元曆》的始末，民間天文學家衛樸的成就和在改曆中的貢獻。
又論及曆代曆法的疏密，以及曆法推步的方法。
在數學方麵，記述有作者首創之隙積術和會圓術。隙積術是一種求解垛積問題的方法，會圓術是一種已知弓形圓徑和矢高求弧長的方法。
在地質、地理、地圖方麵，記述有浙江雁蕩山“峭拔險怪、上聳千尺，穹崖巨穀”，西部黃土地區“立土動及百尺，迥然聳立”等地貌特征，指出此乃流水之侵蝕作用所造成。
在化學和礦冶方麵，記載有利用銅鐵離子置換反應而發明的濕法冶銅“膽銅法”．以及古代最先進的煉鋼方法灌鋼法，還記述了井鹽、池鹽，以及羌族的冷鍛鐵甲法。
在農學、生物學方麵，記述有不少作物和動、植物的地理分布、生態特征和分類，並對一些古生物進行了考證。
在水利方麵，記述有作者在汴河分段築堰，逐段進行測量的過程。
在印刷技術方麵，記述有慶曆年間布衣畢昇發明泥活字印刷術，以及活字印刷的工藝過程。
在建築學方麵，記述有著名匠師喻皓加固杭州梵天寺木塔的事跡，以及其所著建築學專著《木經》的片斷。
在醫學方麵，記述有人體解剖生理學，並闡述了食物、藥物、空氣進入人體後的運轉過程，以及人體新陳代謝的原理。
除了記述科學技術之外，還有極其豐富的內容。如敘典章製度，有官製、禮製、兵製、輿服、儀衛、文牘、掌故。敘外交，有作者熙寧八年受命使遼，與遼方談判邊界爭議的記述。敘財政，有茶法、鹽法、均輸法，以及北宋曆朝鑄造銅錢之情況。敘軍事，有陣法、兵器、築城、屯邊、戰守、糧運、謀略。關於史學，除全書所記述大多為可靠史實外，還有很多記述，為其他史籍所無，或較其他史籍記載翔實。
關於考古，對各種出土文物之時代、形狀、花紋、文字等，均有細致的考證。關於文學，除文字流暢、洗練，描述條理清晰，層次分明，本身就是一部筆記體文學佳作外，也表現了自己的文藝思想，如於詩、詞強調把形式、內涵、情感、技巧融為一體。
在宋代，我國古代科學技術的發展達到了高峰，沈括是攀登這座高峰的科學群英中的傑出代表。《夢溪筆談》成為人類文化史的寶貴財富，是中華民族的驕傲。堪稱中國古代八大科學名著之一。《夢溪筆談》以其百科全書式的博大精深雄居八種名著之首。