在我國古代科技發展的高峰期，湧現出一大批傑出的科學家，北宋時期的沈括和明朝末年的宋應星則是其中的佼佼者。他倆各自的代表作《夢溪筆談》和《天工開物》堪稱我國古代科技史上兩顆燦爛的明珠。
沈括又叫沈存中，公元1031年出生在杭州錢塘，父親是個中等的官兒，常隨朝廷調遣，帶著一家人走南闖北。沈括自幼勤奮好學，加上他的母親知書達禮，教子有方。沈括從小就養成了愛讀書、愛思考的好習慣，他提出的各種各樣的問題，母親常常被問得不知如何回答。14歲時，他就把家裏的藏書全讀完了。
有一年4月，他去山上玩。發現一個奇怪的現象。隻見山上桃花依然長得很茂盛，而此時山下的桃花卻早巳凋謝了。為什麼會產生這種現象呢？他就去問他母親，可是他母親也回答不出這個問題。但他並不罷休，又去請教他最好的“老師”，經過不斷學習，反複研究、思考，終於得到了答案。原來，山上由於地勢較高，氣溫就比較低，所以開花的時間也就比較晚。
沈括從小就有如此敏銳的觀察力，能夠進行獨立地研究思考，為他後來成為著名的科學家打下了基礎。
沈括畢牛從事科學研究。晚年時，他定居在潤州，十年間他潛心寫作，完成了中國古代科技史上的不朽名著《夢溪筆談》。
《夢溪筆談》是部百科全書式的著作，集中反映了沈括一生在自然科學各個領域裏的研究成果。
在數學方麵，沈括是中國古代數學中“隙積術”和“會圓術”的開創者，“隙積術”是求解垛積問題，屬於高階等差級數求和問題；“會圓術”是已知弓形的圓徑和矢高求弧長的問題。對這兩個問題，沈括在《夢溪筆談》中都記載了自己發明的求解公式。
在天文曆法方麵，沈括有很高的造詣。公元1072年，他受命主持司天監的工作，司大監是當時國家研究天文曆法的最高機構。沈括上任後親自設計和改進了觀測儀器：渾儀、浮漏和測日影表，大大提高了天象觀測的精確度。
在地學方麵，沈括也有獨到的研究成果。
溫州雁蕩山，本為天下奇秀，但自古圖籍未有記載。沈括親自來到雁蕩山，進行實地考察，發現這裏的山峰峭拔險怪，被山穀環抱其中，但從嶺外往內看，卻什麼也看不到。這種奇怪的地形引起了沈括的好奇心。經過多次考察研究，沈括認為這是由於穀中大水衝擊，沙土被衝走，導致巨石巋然挺立。他根據對山頂和山底兩方麵的考察，斷定雁蕩奇峰的形成是由於流水侵蝕衝刷所造成的。他把這見解記錄在《夢溪筆談》中。由此，他聯想到黃土高原地區的地貌，認為也是同一成因，所不同的隻是雁蕩是石，黃土高原地區是土。沈括對流水侵蝕地形所作的科學解釋，要比近代有“地學之父”稱譽的英國地質學家赫頓提出相同學說早了六七百年。
在自然科學的廣闊領域裏，沈括是一個全方位的研究者。對有關物理學的諸多問題，沈括都有著濃厚的興趣，進行過卓有成效的研究。譬如，在光學上，他對凹麵鏡成像問題作了細心的觀察，指出物休在凹麵鏡鏡麵到焦點之間成正立像，在焦點處無像，在焦點外成倒立像。在聲學上，他做過共振實驗。他剪了一個小紙人，放在古琴的基音弦上，撥動泛音弦的時候，紙人就會因共振而跳動，撥動別的弦時就沒有這種現象；他再另外拿一隻同樣的古琴，撥動相應的琴弦，紙人也會跳動。沈括的共振實驗比達·芬奇的類似的實驗早了400年。在磁學上，他關於指南針的認識，表明他走在當時世界科學水平的前列。他指出：用磁石去磨針尖，針尖就指向南方，不過常常微偏東，並不完全指向正南。這就是說，他已經發現了地磁偏角。西方傳說哥倫布於1492年發現地磁偏角，即便這樣，也比沈括晚了400多年。
對科學研究，沈括有一種“打破砂鍋璺（問）到底”的精神。有一次，他在書上讀到一句話，說：高奴縣“有洧水，可燃。”當時他不清楚洧水是什麼東西。後來他到郵延（今陝西延安、富縣一帶）做官，找到了這種“洧水”。他試著用火一點，果然著了，燒出來的黑煙把牆都熏黑了。看著熏黑的牆壁，他想，能不能用它來製墨呢？說幹就幹，他立刻把“洧水”燃燒後的炭黑收集起來，做成墨。一用，效果非常好，“墨光如漆”，比用鬆煙做成的墨還要好。他把“洧水”稱為“石油”，這一命名延用至今。
沈括一生到過很多地方，他非常重視平時耳聞目見的創造發明，將它們一一寫進《夢溪筆談》之中。
沈括21歲時，在錢塘老家看到畢昇製作的膠泥活字，愛不釋手。於是對畢昇的活字印刷設備和操作工藝作了詳盡的調查，以後又記載在《夢溪筆談》裏。如果沒有沈括的記載，這項偉大的發明就將永遠被埋沒。