沈括记录了人工磁化的方法，并用人工磁化针来作试验，对指南针进行深入研究。

沈括比较了指南针的四种装置方法水浮法，碗沿法，指甲法和悬丝法，指出悬丝法最优，并做了相应的分析。

磁偏角指地球表面任一点的地磁子午线与地理子午线的夹角，即磁针静止时，所指的北方与真正北方的夹角。

沈括在世界上最早经实验证明了磁针“能指南，然常微偏东”，即地磁的南北极与地理的南北极并不完全重合，存在磁偏角。

在光学上面，沈括通过观察实验，对小孔成像、凹面镜成像等原理作了准确而生动的描述，他用“碍”的概念，碍也就是现在的焦点，指出了光的直线传播、凹面镜成像的规律，并把光通过“碍”成像称之为格术，即现代光学中的等角空间变换关系。

沈括还对平面、凹凸面等镜面成像的不同进行研究，注意到表面曲率不同与成像之间的关系，并以此对“古人铸鉴”时正确处理镜面凹凸与成像大小的关系进行了研究与分析，提出若将小平面镜磨凸，就可“全纳人面”。

在声学上面，沈括通过对声学现象的观察，注意到音调的高低由振动频率决定，并记录下了声音的共鸣现象，这比西方早了五百年。

在化学上面，沈括更是牛叉。

这也是扶苏最为看重的地方。

据沈括梦溪笔谈记载，信州铅山县有苦泉，也就是现在的硫酸铜溶液、流而成涧。

舀取泉水煎熬，就能得到胆矾，也就是硫酸铜，熬制胆矾就能生成铜，熬胆矾的铁锅，日子久了也会变成铜。沈括的这段记录，即湿法炼铜，利用化学置换反应的方式提炼金属。

胆矾化铁成铜的记载古已有之，西汉淮南王刘安淮南万毕术、东晋葛洪抱朴子均有类似记载。

据郭正谊考证，沈括的记载录自中唐时期成书的丹房镜源。

但直到宋哲宗绍圣五年，张潜主动将浸铜要略献给朝廷，在北宋政府的大力提倡下，胆铜法生产才被迅速推广开来。

沈括还曾经用过“石油制墨”。

世界上最早记载有关石油的文字，见于东汉史学家班固所著的汉书。

在华夏的历史上，石油曾被称为石漆、膏油、肥、石脂、脂水、可燃水等等，直到北宋，沈括才在世界上第一次提出了“石油”这一科学的命名。

据沈括记载，鄜州、延州境内产石油，当地人常采集到瓦罐里，用于照明。这种油形似纯漆，燃起来像烧麻杆，并冒着很浓的烟，能把帐篷都熏黑。