沈括是樂律行家，據《宋史‘藝文志》載，沈括還撰寫過《樂論》、《樂器圖》、《三樂譜》、《樂律》等著作，可惜巳佚。《夢溪筆談》中與音樂相關的記述有40多條，研究并闡述了古代音樂的音階理論；記述了沈括對唐宋燕樂的研究心得，如燕樂起源、燕樂二十八調、唐宋大曲的結構和演奏形式、唐宋字譜等；

并考證了部分樂器的形制、用材、流布與演變。熙寧七年，沈括在擔任河北西路察訪使和軍器監長官期間，攻讀兵書，精心研究城防、陣法、兵車、兵器、戰略戰術等軍事問題，編成《修城法式條約》和《邊州陣法》等軍事著作，并把一些先進的科學技術成功地應用在軍事科學上，為提高兵器和裝備的質量做出了一定貢獻。《夢溪筆談》中有近20個條目與軍事有關，記述了沈括親歷的一些戰事、古代名將的戰例、古代的一些戰爭攻防手段與策略，如“赫連城”特點介紹、戰棚的作用分析等，為后人提供了珍貴的軍事研究資料。沈括在醫藥學上的貢獻還表現在：《良方》中詳細記述了秋石陰陽二煉法的程序要訣，有論者認為應屬世界上最早的“提取留體性激素”的制備法；

《夢溪忘懷錄》中關于“藥石井”的記述，被認為是最早的磁化、礦化水制備法；《夢溪筆談》中還對一些礦物的藥用價值進行了記錄，如莽草、天竹黃等。至和元年，沈括任海州沭陽縣主簿，主持治理沭水的工程，修筑渠堰，不僅解除了當地人民的水災威脅，而且還開墾出良田七千頃，改變了沭陽的面貌。嘉祐六年，沈披任安徽寧國縣令時，沈括還參與修筑蕪湖萬春圩的工程，寫出《圩田五說》、《萬春圩圖書》等關于圩田方面的著作。

熙寧五年，沈括主持汴河的疏浚工程。為了治理汴河，他親自測量了汴河下游從開封到泗州淮河岸八百四十多里河段的地勢。用“分層筑堰測量法”測出了河南開封上善門至泗州淮口直線距離420公里之內，水平高差為63.3米。存世古文獻中最早記錄水平高程測量的方法、過程和結果的科學家。沈括根據峭拔險峻的雁蕩諸峰頂部在同一平面上的現象，推斷雁蕩山是由流水侵蝕作用而形成：流水將疏松破碎的巖石、土壤等沖走，留下堅硬、固結而聳峭的山峰。這種“流水侵蝕作用”的看法是十分正確的，直到18世紀末，英國的赫頓在《地球理論》一書中才提出類似觀點，比沈括晚了約700年。

沈括還詳細記錄了各地發現的化石、并根據化石來推究古代氣候的變遷，解釋虹的大氣折射現象，科學地描述了龍卷風生成的原因、形態和破壞威力，用月亮的盈虧來論證日、月的形狀及海潮與月球的關系等等。沈括對自然地理的研究，在許多方面都走在了當時世界的前列。