沈括是北宋时期一位卓越的人才，他在科学、技术、文学、艺术、历史和考古等方面都取得了巨大的成就。作为一位出身于官宦家庭的人，沈括在早年跟随父亲四处游历，积累了丰富的见识。后来，他入仕为官，最终成为了王安石变法的得力助手，并且在繁忙的政务之余，仍然不断发挥着他的奇思妙想。
在气象学方面，沈括主张使用实际测验来制定气历。他亲自测验昼夜星月的位置变化长达5年之久，并且取得了可靠的实验数据，这为后来的《十二气历》的制定奠定了基础。在地质学方面，他通过对古植物化石的观察，推断出古代的自然环境，并且首次将历史上沿用的石漆、石脂水、火油和猛火油等名称统一命名为“石油”。
此外，他还亲自动手做实验，用石油制成了墨锭。在数学方面，他创立了“隙积术”和“会圆术”。在医学方面，他记录了多种有效的方药，并且撰写了多部医学著作，纠正了《神农本草》中的错误。在物理学方面，他记录了指南针的原理和多种制作方法，并且发现了地磁偏角的存在，比澳洲早了四百多年。在音乐声学方面，他发现了共鸣现象，并且认为二十八调中，只要有音相同的就能应和。
公元1075年，沈括奉命出使辽国。凭借机智和果敢，他婉拒了辽人要北宋割地的贪婪要求。在归京途中，他仔细观察了辽国的地理形势、山川道路和风俗人情，并默记于心。回国后，他凭借着自己的记忆，绘制出了《熙宁使虏图钞》，并送存朝廷。他希望有一天能够出兵北伐，统一全国。后来，他又主持编写了《天下州县图》。他花费了13年的心血，完成了这一套国家地图集。其中最大的一幅总图，在比例尺、方位和精确度等方面，都超越了前人的成果，达到了相当高的水平。