沈括一生著述多达40余种，而《梦溪笔谈》是他最重要的著作，倾注了他一生对科学文化孜孜以求的心血。《梦溪笔谈》中记载的奇闻异事甚多，是沈括对大自然的奥秘，始终怀有强烈兴趣的最好反映，尽管许多奇闻异事沈括也不能给以解释，但由于他的记载，遂成为后世科学研究的有用资料。

《梦溪笔谈》一问世，就受到时人及后世人的极大关注。人们称赞沈括“学问最为博洽”；“博闻强记，一时罕有其匹。所作笔谈，于天文、算数、音律、医卜之术，皆能发明考证，洞悉源流”。不仅如此，沈括在许多方面都有自己的创见。他首次详细描述了罗盘针，记录磁偏角的存在；最早制造立体地图的模型；他还首次研究延安地下类似竹笋的化石，并作出“旷古以前，地卑气湿而宜竹”的科学推断；又根据太行山断崖石壁上密嵌着螺蚌壳和鹅卵石等遗迹，推断太行山地区的海陆变迁。

“石油”这个名词最初也是沈括开始使用的，并预言“此物后必大行于世，自予始为之”。在数学方面，他首创的隙积术和会圆术，提出了高阶级差求数和公式及求弧长的近似公式，等等。尤其难能可贵的是他摒弃传统的社会偏见，总结和记录来自社会下层的“布衣”和工匠们的发明创造，如毕昇发明的泥活字印刷术，就是有赖于《梦溪笔谈》的记录和总结，才得以推广和流传。他还简要介绍了著名建筑“匠师”喻浩所著的现早已失传的《木经》一书的内容，并对喻浩的工程设计作了科学阐明。《梦溪笔谈》的写作风格亦体现了“凝重不佻”的特点，因此从文学的角度来看，它又不失为一部言简意赅、文笔生动的散文集。

沈括不仅在数学、物理、化学、天文学、气象学、地质学、医药学、农林学等科学技术上取得非凡成就，而且在金石学的开拓、音乐(燕乐)研究、书画收藏和鉴赏等人文学科上亦有突出贡献。四库馆臣称他的文章“学有根柢，所作亦宏赡淹雅，具有典则，其四六、表、启，尤凝重不佻，有古作者之遗范”。为了纪念这位“中国整部科学史上最卓越的人物”(李约瑟语)，1979年7月1日，中国科学院紫金山天文台将该台发现的一颗小行星(编号2027)命名为“沈括”。