沈括幼年受母亲的教育，又接受儒家正统派孟子思想的熏陶，对“仁政”、
“井田”一类学说深感兴趣，推崇至极。青少年时代，沈周到各处上任他都 跟随，有机会更多地接触社会，了解下层人民生活。这给沈括的思想意识带 来一定影响。
沈周去世以后，沈括承袭父荫，做过多年低级官吏。他在沭阳任主簿时， 虽是权位低微的县吏，生活也异常艰苦，却没有因此而泄气。沈括有自己的 抱负，他孜孜不倦，认真苦干，不避寒暑风雨，努力完成任务。在那里，他 大兴有益农业生产的水利事业，还经历过县民反抗官府的斗争。斗争爆发后， 官府吓得手忙脚乱，急忙调开县令，叫沈括代替他收拾残局。沈括奉命之后， 便小心谨慎地执行安抚政策，撤销了一些束缚人的无理禁约，博得县民好感， 一场风波，才缓和下去。
兴修水利，整治沭水，是他早期从政的一项重要活动。沭水是沭阳境内 的主河，常与沂水并称。沈括到这儿做官时，沭水已是年久失修，附近地区， 经常遭受水灾威胁。他虽官职卑小，却以具有远见的政治眼光，着手进行局 部的改革，整治沭水。据史料记载，全部治沭工程，包括新筑大堤两道，疏 导河身及“百渠九堰”。经数万民夫的修筑，沭水的整治顺利完工，并获得 了良好的效果，新整农田7000顷，沭阳面貌也焕然一新。沈括初入仕途，锋 芒小试，便这般崭露头角，可算是一个出类拔萃的人物了。
继整治沭水之后，沈括又在宁国任职期间，参加了修治圩田的工程。继 而又提倡和推广这种良好的水田，显示出他对水利科学理论有深刻造诣。
务实的改革家
宋仁宗嘉祐八年（公元1063年），沈括举进士及第，便出任扬州司理参 军。后又入京编校昭文馆书籍，从此他开始研究天文。他结合农业生产实践 中积累的经验，加上自己的缜密观测，很快就在天文研究中获得深湛的成就， 被宋神宗指派兼任提举司天监，正式做了管理天文的职官。
他上任后即实行改革，推荐有真才实学的平民卫朴主持修订历法工作。 他自己则集中精力，制造一套新的观象仪器。经沈括改进制作的新浑仪，无 论在尺度、黄赤道、天常环、月道、规环等方面，都进行了大胆的改革。他 还制造了新的浮漏、测日影的铜表等，并将其设计原理，写成著名的《浑仪》、
《浮漏》、《景表》三篇科学论文。虽然它是用来说明仪器的，但里面综合 了沈括的天文学说，成为我国科技史上的重要文献。
由于沈括思想倾向于革新派，很自然地参与了著名的王安石变法运动， 并参加了王安石农田水利法的重点项目——疏浚和测量汴渠。沈括的测量工 作，为日后汴洛运河的修成起了重要的作用，这将既畅通漕运，又肥沃两岸 的田地。
1073年沈括又由王安石保举，到江浙处理水利工程的善后工作。他在那 里招募饥民来兴修常州、润州的水利，疏浚苏州、秀州的湖泊与泾浜。他还 在苏州筑岸围田，在沿海筑堤围田，对江浙农业的发展，发挥了积极作用。
沈括在这一时期，还站在维护改革的立场，在政治、经济、军事、外交 等方面积极从事务实工作，做出了许多实绩，但也得罪了保守派和打着革新 旗号的政治投机者。随着王安石变法的失败和一次军事指挥的失利，沈括也 受到不公正的处分，从而结束了他的政治生涯。此后，沈括曾到随州（今湖 北随县）的法云禅寺度过3个寒暑，后移居秀州 （今浙江嘉兴）。晚年在润 州购置田园，取名梦溪园，过着读书写作、颐养天年的隐居生活。
梦溪园里面屹立着一座小山，满山覆盖着花草，灿烂得好像锦绣一般。 沈括的居室在繁花丛中。室的西端，花竹环绕着的是他日常休憩所在的壳轩。 轩下有花堆阁，花堆尽处有茅舍，茅舍后有苍峡亭，临亭下望，就是那潺潺 的梦溪。
在梦溪园居住的日子里，沈括将平日的见闻谈论，编写成文字，汇集成 一本综合性著作。这就是被后人称做“中国科学史上的坐标”的巨著——《梦 溪笔谈》。
科学上的通才
沈括不仅多才多艺，而且在几十年的社会实践中，接触了许多有学识的 人、能工巧匠和广大劳动人民，见到不少发明创造。他善于在总结众人经验 的基础上刻苦坚持科学研究，成为科学上的通才。
沈括在《笔谈》一书中，论述了古代测定天体的浑仪和古代表示天体现 象的浑象两种天文仪器的不同，对传统的周天365度的划分，黄道、赤道和 月有9道的道理，都有所解释和辩论。这些，都为古代天文学作出了重要贡 献。
有关宋治平元年（1064年）常州地区陨石的记载，是我国天文学史上突 出的一次科学记录。沈括将这次流星下坠的过程，作了完整的科学描述。从 这段记载中，可以看到流星飞速从空间进入大气层并与空气剧烈摩擦而燃烧 发光的情况。
沈括的新历法是保存在他晚年著的《补笔谈》里的一篇短论文中，是我 国天文学史上的宝贵文献。在这篇短文中，首先讨论了置闰和气朔不正的问 题，从而肯定了事物运动变化的规律。他反对盲从古人，认为学术在不断发 展，不应停留在前人的水平上。其次，他叙述了历法中出现“气朔相争”的 现象，并对形成这种现象的原因，进行了科学探讨。他认为四时季节的产生， 主要是节气的变化使然，和月的盈亏无关。沈括认为，当时的历法专门以朔 定月，节气反而降到不重要地位，这是不合理的。他基于此而提出一种崭新 的历法。
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