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。
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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。
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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