沈括的科学成就是多方面的。他精研天文，所提倡的新历法，与今天的阳历相似。在物理学方面，他记录了指南针原理及多种制作法；发现地磁偏角的存在，比欧洲早了四百多年；又曾阐述凹面镜成像
的原理；还对共振等规律加以研究。在数学方面，他创立「隙积术」（二阶等差级数的求和法）、「会圆术」（已知圆的直径和弓形的高，求弓形的弦和弧长的方法）。在地质学方面，他对冲积平原形成、水的侵蚀作用等，都有研究，并首先提出石油的命名。医学方面，对于有效的药方，多有记录，并有多部医学著作。此外，他对当时科学发展和生产技术的情况，如毕升发明活字印刷术、金属冶炼的方法等，皆详为记录。
沈括自幼对天文、地理等有着浓厚的兴趣，勤学好问，刻苦钻研。少年时代他随做泉州州官的父亲在福建泉州居住多年，当时的一些见闻，均收入《梦溪笔谈》。在天文学方面，沈括也取得了很大成就，他曾经制造过我国古代观测天文的主要仪器??浑天仪；表示太阳影子的景表等。为了测得北极星准确位置，他连续三个月，每天用浑天仪观测北极星位置，把初夜、中夜、后夜所见到的北极星方位，分别画于图上，经过精心研究，最后得出北极星与北极距三度。这一科学根据在《梦溪笔谈》中有详细的记载。《梦溪笔谈》中还记载了沈括在数学方面的贡献，他发展了《九章算术》以来的等差级数，创造了新的高等级数求和法??隙积数。几何学中，他发明了会圆术，即从已知圆的直径和弓形高度来求弓形底和弓形弧的方法。为此日本数学家三上义夫曾给予沈括以极高的评价。
《宋史?沈括传》称他“博学善文，于天文、方志、律历、音乐、医药、卜算无所不通，皆有所论著”。英国科学史家李约瑟评价沈括“中国科学史上的坐标”和“中国科技史上的的里程碑”。
1979年7月1日为了纪念他，中国科学院紫金山天文台将该台在1964年发现的一颗小行星2027命名为沈括。
他在百科全书《梦溪笔谈》中，是第一个人把历史上沿用的石漆、石脂水、火油、猛火油等名称统一命名为石油，并对石油作了极为详细的论述。
曾被英国科学家李约瑟称为中国科学史上最卓越的人物。
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