沈氏家族世代为官，沈括从小就跟随在外作官的父亲沈周四处奔波，饱览了华夏大好河山和风俗民情，视野和见识都比一般同龄孩子开阔得多，兴趣爱好也广泛得多。日月星辰、山川树木、花草鱼虫，没有他不喜欢琢磨的。
遗憾的是，就在沈括刚满18岁的时候，他的父亲去世了，家计顿时艰难起来。沈括不得不外出谋生，到海州沭阳县（今江苏沭阳）当了主簿。从那时起，政务便占据了这位天才科学家一生的大部分时间。但是，无论仕途多么险峻，宦海如何浮沉，公务怎样繁忙，他得志也罢，失意也罢，都从未放弃过科学研究。凭着超凡的意志、敏锐的观察力和过人的精力，他不停地攀登，终于达到了一个光辉的顶点。沈括知识渊博，天文地理、数理化、医药以及文学艺术，无不通晓。他在科学研究上涉猎范围之广，见解之精辟，都是同时代人所望尘莫及的。
沈括一生为官，四处飘泊，几乎走遍了大半个中国，峭拔险怪的名山，一碧万顷的平川，烟波浩渺的湖泊，飞湍急流的江河，到处留下他的足迹。他深邃的目光，透过青山秀水，看到了它们的沉浮变迁。在雁荡山，沈括发现了一个奇怪的现象：他曾游览过不少名山，都是从岭外便能望得见峰顶，而雁荡山却不然，只有置身山谷，才能看到高耸入云的诸峰。经过再三琢磨，沈括得出了结论：是山谷中的大水，将泥沙冲尽之后，这些巨石才高峻耸立，拔地而起的。而且，雁荡山的好多独特景观，如大小龙湫、初月谷等，也都是大水长年累月冲凿的结果。由此，他联想到西北那土墩高耸的黄土区，和雁荡山的成因相同，也是大自然的杰作，只不过一个是石质、一个是土质而已。沈括关于因水侵蚀而构造地形的观点，在当时只有阿拉伯的一位科学家“英雄所见略同”，直到700年之后，英国科学家赫登才完整地运用了这一原理论述地貌变化。另外，在冲积平原成因的解析方面，在“化石”的命名以及地形测量和地图绘制等方面，沈括的贡献也极有价值。
在数学、物理学、光学、声学、生物、医学、化学等诸多科学领域内，沈括也有很深的造诣。沈括晚年退出政坛，隐居在江苏镇江朱方门外竹影摇动、溪水潺潺的梦溪园，潜心笔耕，写出了伟大的科学巨著《梦溪笔谈》。这是一部反映当时科技发展最新成就、内容丰富的著作，充分显示了作者的博学多闻和旷世才华。书中涉及数学、物理、化学、天文学、地学、生物、医学、工程技术等许多学科，共609条，可以说是一部集前代科学成就之大成的光辉巨著，备受中外学者的推崇。英国学者李约瑟称沈括是“中国科学史上最卓越的人物”，《梦溪笔谈》是“中国科学史的里程碑”。