宋應星的另一代表作是《野議》，成書於崇禎九年（1636）。這是他的政論集，集中反映了他的政治思想和經濟思想。全書萬言，計有《世運》、《進身》、《民財》、《士氣》、《屯田》、《催科》、《軍餉》、《練兵》、《學政》、《鹽政》、《風俗》及《亂萌》等12議。作者寫此書的目的是為了挽救明末社會所麵臨的政治及經濟危機，提出一係列改革措施，期望社會由亂而治，使國家轉危為安，從而體現了這位科學家關心國家前途和民族命運的愛國思想。這部作品也可看成是宋應星希望崇禎皇帝實行變法的萬言奏議。從各議內容來看，所述主要涉及以下5個方麵：（1）指出各級政權機構人事製度及國家教育事業的重要性。為加強國家政權建設，他揭露和批判了當時製度的弊端及官吏的腐敗，提出革新吏政及學政的方案。（2）鑒於當時“民窮財盡”的經濟局麵，他揭露了財政、稅收等經濟政策的失誤，提出革新方案及生財之道。（3）談用兵、練兵及籌措軍餉的方法，揭露了軍政上的弊病。（4）要求在社會上移風易俗，振作人的精神麵貌，提高官兵的士氣。（5）分析明末農民起義的經過和動因，指出與安民政策有關。總之，宋應星主張減免對人民的橫征暴斂，呼籲罷除軍界、政界中的貪官汙吏，代之以廉潔奉公、一心為國的清官。使工農能獲溫飽、商人能有利可圖，貧士有獲得科舉人仕的機會，各階層的人都能各安其業。然後，全麵發展農業、工業和商業，養兵練武，則國運或可有救。書中有許多精辟思想，如宋應星認為社會財富是勞動創造的，增加社會財富意味著要大力發展農業和工業，提供豐富的勞動產品。他的這一財富觀是對經濟學原理的天才貢獻。
《思憐詩》是宋應星於崇禎九年（1636）撰寫的一本詩集，內有《思美詩》10首及《憐愚詩》42首，共52首，均為七言。該書主要反映了詩人的人生觀或人生哲學，以文學形式表達他對人生價值和意義等問題的看法。為此，他在詩中塑造了兩大類典型人物，分別予以褒美與譏諷。他繼承了唐代大詩人白居易（772—846）倡導的新樂府運動的詩論傳統，主張寫詩應揭露時政弊端、反映社會現實並給人以啟迪與教化。《思美詩》中塑造了應當效法的一些賢人的形象：（1）身處亂世而潔身自勵，不同流合汙；（2）精忠報國，以造福百姓為做人根本；（3）德才兼備而識時務，以其思想、著作及實際行動喚起世人覺醒；（4）不圖名利，一心為國盡忠、為民盡孝，必要時可犧牲一切。這樣的人雖難得，但必千古流芳。《憐愚詩》塑造了應當諷刺和鞭撻的一些愚人的形象：（1）爭權奪位，結黨營私，禍國殃民；（2）貪婪無厭，聚斂財寶，剝削人民；（3）沽名釣譽，妄想世代富貴，死後還求美；（4）迷信神佛及巫術，不相信人是自己命運的主宰。宋應星在詩中用對比的方式展示人生追求的目標應當是什麼和怎樣做人的道理。他的詩既有藝術性，又有哲理性。
《論氣》是一部自然哲學著作，成書於崇禎十年（1637），分為《形氣》、《氣聲》、《水火》、《水塵》、《水風歸藏》及《寒熱》等篇章。宋應星繼承了宋代哲學家張載（1020—1077）的元氣論並予以發展，形成了他的唯物主義一元論自然觀哲學體係。他認為宇宙萬物最原始的物質本原是“氣”，由“氣”而化“形”，形複返於氣。介於形、氣之間還有個物質層次是水火二氣。他將元氣論與新五行說結合
起來，用“二氣五行之說”來解釋萬物構成的機製。由元氣形成水火二氣，再由水火形成土，水火通過土形成金木有形之物，然後再逐步演變成萬物。根據宋應星的理論，萬物生成和演化圖景可以下式表示：
他的這一理論比王充、張載的元氣論更為深化與綿密，也比當時西方用亞裏士多德的四元素說（土火水氣）解釋萬物生成更加具體。因為宋應星在氣與萬物之間引入了一些過渡的物質層次，而不是由氣直接構成萬物。他還進而討論土石五金的“生化之理”，從中引出了物質在變化前後“未嚐增”與“未嚐減”的物質守恒思想。宋應星還指出動物體內所含物質成分與植物所含的是同類，而植物是攝取土中無生命養料與水而生長的，從而論證了有機界與無機界之間在物質構成上的統一性。他的唯物主義自然觀是建立在他所掌握的豐富科學技術知識的基礎上的。
宋應星在《論氣》的《氣聲篇》中還專門討論自然科學中的聲學問題，其中包括影響聲調的各種條件、聲速、聲音的傳播媒介和決定聲強的因素等問題。談到聲音發生原理時，他指出“兩氣相軋”及“以形破氣”引起氣動而成聲，以不同形式破氣便有各種聲音。聲之產生在於破氣、軋氣時所引起的氣的“微芒之間一動”，用現在的話說就是空氣的振動。破氣、逼氣動作緩急（速度）與勁懦（力量）可決定聲音大小。他還指出傳播聲音的介質是空氣，又以炮聲為例，指出單位時間內炮聲所到達的距離為炮彈所及距離的10倍。關於聲的傳播方式，他認為就像以石擊水所成的水波那樣擴散，以波的形式在空氣中傳播。可見他已有了關於聲波的初步理論概念。他的這些思想為此後聲學理論發展指出了正確方向。當時，歐洲關於聲的傳播媒介到底是空氣，還是以太微粒或物質微粒，還在爭論不休。直到17世紀德國學者O．蓋裏克（vonGuericke）以抽氣機作傳聲實驗後，才證明聲的傳播介質是空氣，而且聲波的概念是在這以後很久才建立起來。宋應星研究聲學時雖沒有西方科學家掌握的一些較好的實驗手段，但他在理論方麵卻提出了較先進的思維模式。
宋應星對天文學素有興趣，他的《觀象》卷本想放在《天工開物》內同時發表，但臨梓刪去。現存隻有《談天》（1637）卷，主要是說日。當他登山東泰山觀日時醞釀了一種思想：“以今日之日為昨日之日，刻舟求劍之義。”他認為太陽不但沿其軌道周行不已，且其自身也在不斷變化之中，從而提出“今日之日非昨日之日”這個有重要意義的哲學命題。他修正了張載提出的“日月之形，萬古不變”之說，批判了漢儒董仲舒所謂“天不變，道亦不變”的形而上學觀點。宋應星這一“日日新”的思想後由王夫之所發揮。日食、月食本是自然現象，與人間的社會活動沒有任何關係。然而古代的“天人感應”說認為，日、月食及其他異常自然現象是國政失綱、人君昏暗的象征，故上天以此作為警告。宋儒朱熹（1130—1200）注《詩經·小雅·十月之交》“日有食之”時，按天人感應說寫道：“然王者修德行政，用賢去奸，能使陽盛，足以勝陰。……則日月之行雖或當食，而月常避日，……所以當食而不食也。”宋應星針對這種錯誤觀點批評說：“朱注以王者政修，月常避日，日當食而不食，其視月也太儇（隨便）。”他以古代日食觀測資料與古史作了對比，證明天人感應說是毫無根據的。過去人們對他的科技著作研究得較多，其實宋應星是作為科學家兼思想家而載入史冊的。隨著對他在人文科學方麵著作的深入研究，他作為思想家的曆史地位將會被普遍確認。