“此物后必大行于世”
沈括对石油的发现，源于一次偶然的西北之行。北宋元丰三年（1080 年），沈括奉命前往延州（今陕西延安一带）担任鄜延路经略安抚使，负责抵御西夏的侵扰。在这片广袤的黄土高原上，沈括不仅关注着军事防务，还以科学家的敏锐眼光，留意着当地的自然环境和资源。沈括写道：“鄜、延境内有石油，旧说‘高奴县出脂水’，即此也。生于水际，沙石与泉水相杂，惘惘而出，土人以雉尾甃之，乃采入缶中，颇似淳漆，燃之如麻，但烟甚浓，所沾帷幕皆黑。” 这是中国历史上第一次明确使用 “石油” 这一名称来称呼这种黑色液体，沈括也因此成为了历史记载中发现石油的第一人。
对盐晶体的描述
沈括在《梦溪笔谈》一书中有三篇文章说到盐，即《解州盐池》《食盐产销》和《陵州盐井》。按沈括所述，河北、福建、陕西等中国大多数地区都有了采盐术，其中川南的卓筒井采盐术最为先进，那一带有盐井数千口，盐灶房上百家。
解州盐池开始生产与春秋之时。沈括总结了前人生产的经验，对盐泽的水文地质条件、成盐的化学作用及胶体溶液对实验沉淀的破坏作用做了详尽的记述。沈括当时的历史条件并不能对卤水成盐的关系有十分清除的认知，但他比较重视劳动者的生产实践，观察并如实地记录了这一化学现象。
湿法炼铜
从明矾制取铜的湿法炼铜原理是现代化学中的“置换反应”：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。这种现象不是沈括发现的。其实，早在秦汉时期，我国劳动人民就知道了。然而，湿法炼铜工艺在《笔谈》中有详细描述：“信州铅山县有苦泉，流以为涧，挹其水傲之，则成胆矾，烹胆矾则成铜；熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”湿法铜起源于中国，这在世界化学史上是一个巨大的贡献。这项技术在宋代已大规模投入生产，也是化学应用于生产的一个很好的例子。
石膏的矿物学记录
沈括在《梦溪笔谈》中提到的“玄精”，实为石膏（CaSO₄·2H₂O），其记载体现对矿物药理的探索。他描述玄精“色白透光，棱角如刀圭”，并记录其用于治疗热病与外伤的疗效，反映宋代矿物药应用的实证精神。
陨石成分的记录
生物形态和分类学
动植物形态描述：沈括在《梦溪笔谈》中详细记录了多种动植物的形态特征。例如，他描述海蛤（海产双壳类）的形态差异，指出“大者如棋子，细者如油麻粒”，并强调其种类繁多，需分类研究。此外，他对鳄鱼的形态特征进行精准描述：“形如鼍，喙长等其身，牙如锯齿”，并观察到其捕食行为，为动物分类提供实证依据。 在植物学领域，沈括辨明鸡舌香为丁香，纠正前人错误；确认天麻与赤箭为同一物种，统一了药用植物的命名混乱。
药用植物分类：沈括通过观察药用植物的生长特性，提出以形态和药性为核心分类标准。例如，他记录金樱子（金罂子）的采摘时机，指出半黄时药性最佳，若待红熟则药效流失，强调分类需结合实用价值。
对生理和生态现象的描述
动物习性研究：沈括观察到野生山鹧鸪因人工驯养改变习性，提出“以所养移其性”，揭示环境对动物行为的影响，隐含物种变异的早期思想。他还记录了鳄鱼利用尾部捕食鹿、猪的行为，分析其生态适应性。植物生长规律：在《梦溪笔谈》中，沈括详细阐述植物生长与气候、土壤的关系。例如，他指出采药需因地因时，如根类药材应在无苗时采摘以保留药效（如地黄），茎叶类则需在生长期采收（如紫草），并引用白居易诗句“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”佐证高海拔地区植物生长的延迟现象。生态适应性观察：沈括发现南方橘树移植至北方后因气候差异无法结果，提出“地气异则物性变”的生态适应理论。
生物地理分布的介绍
地域性物种记录：沈括广泛考察各地生物分布，如记载南海的砗磲、潮州的鳄鱼、西北的枸杞、沙漠跳鼠等，并指出这些物种与其生存环境的关联。他特别关注边疆地区的独特生物，如延州（今延安）的石油生成环境，描述其“生于水际沙石中”的特性。
古生物与气候推断:沈括通过化石研究推测古代气候变迁。例如，他在太行山发现螺蚌化石，推断华北平原为河流冲积形成，并指出古代该地区曾为海滨，这一观点比欧洲同类研究早600余年。
植物地理区划:他对雁荡山的地貌研究提出流水侵蚀理论，并分析当地植被分布与地形的关系，指出“水凿之穴”对植物群落的影响。
生物防治方面的描述
以虫治虫的实践：沈括在《梦溪笔谈》中记载了“傍不肯”（步行虫）捕食粘虫（子方虫）的案例：虫灾爆发时，农民利用步行虫的捕食习性，使其“以钳搏之，悉为两段”，最终控制虫害并实现丰收。这是中国最早的生物防治技术记录。
生态调控思想：他提出“其性相制”的生态平衡理论，认为自然界存在物种间的相互制约关系。例如，他观察到牡桂（肉桂）释放的化学物质可抑制杂草生长，并尝试将这一原理应用
农业技术融合：沈括总结“脱果法”技术，通过修剪促进老树再生，增强抗病虫害能力，将生物学原理与农业生产结合。
医学著作的编篡与传承
沈括一生致力于医学实践与理论总结，其代表著作《良方》（后与苏轼的医学杂说合编为《苏沈良方》）和《灵苑方》是宋代医学的重要文献。
药物学与方剂学的突破
他纠正古书对山豆根等药物药性的错误记载，统一细辛、枳实等药物的命名混乱，提出“一物多名”“一名多物”的分类标准。提出“汤、散、丸各有所宜”，系统分析不同剂型的作用特点，如汤剂速效、丸剂缓释等，为后世药剂学奠定基础。
临床医学和养生思想
辨疾治疾：提出“辨疾需因地因时”，如根类药材应在无苗时采（如地黄），茎叶类则需生长期采（如紫草）
与苏轼共同倡导“安与和”的养生观，强调静心（安）与顺心（和）对健康的影响，收录于《苏沈良方》的《养生说》《论养生》等文中。
