北宋，是我国古代科学技术最鼎盛的时期，在这一时期，我国最博学的科学家是沈括。

沈括，字存中，钱塘（今浙江杭州）人。沈括小时候勤奋好学，14岁就读完家中藏书。沈括年轻的时候到过许多地方，*博见，知识丰富。后来，沈括沈括33岁时考中进士，担任过沭阳县主簿、太史令，参与过整理盐政，考察水利及任司天监、翰林学士等技术性官职，几乎包办了当时朝廷中的科学事务，如修历法，改良观象仪器，兴水利，制地图，监造军器等。

沈括十分虚心，勤于思考，能向一切内行学习求教，他每到一处就求访隐士工匠，考察各种科学和技术。沈括十分重视调查、观察、实测、实验，并且要追根问低。沈括的科学思想受儒、道、元气说等的影响，同时注意核查他人在实测中的数据。例如在天文学方面，沈括详细观察五星运行轨迹和陨石坠落时的情景。还有，为测量北极星与北天极的真实距离沈括设计了一种窥管专门用于观测，每夜观测3次，连续观测了三月，得到了200多张图，并且得出当时极星“离天极三度有余”的结论。沈括还做了十余年晷漏实验，通过试验，他首次提出冬至日昼夜“百刻有余”，夏至日“不及百刻”的结果。沈括十分重视历法，他对历代历法的积弊进行改进，得出了比较合理的“奉元历”，他又在这个基础上提出了更科学的“十二气历”设想，就是以节气定月份，大小月相间的纯阳历。

沈括对指南针很有兴趣，他深入研究，他用人工磁化针用来作试验，提出四种装置方法（即水浮法，碗沿法，指甲法和单丝悬挂法），他比较了四种方法，指出悬丝法最好。通过研究，他验证了磁针“常微偏东、不全南也”的磁偏角现象并记载下来，比西欧记录早400年。

在光学方面，沈括也很有成就。他对小孔成像、凹镜成像等成倒影等的许多种现象进行比较，得出“碍”（焦点）的概念，并具体描述了焦点处“大如麻菽著物则火发”的现象，他称光通过“孔”、“碍”成象为“本末相格”之术。沈括通过“红光验尸”记录了民间利用新赤油伞滤光验出尸身上的青紫伤痕的方法。

在声学上，沈括用纸人来放大琴弦上的共振，以便形象地观察（英国人诺布尔和皮戈特在500年后才有类似的琴弦上纸游码试验），还记录了兵土用皮革箭袋作枕时“虚能纳声”的空穴效应，并分析了各种乐器制作、制钟等音乐声学问题。

沈括在自己研究各种科学现象的同时，更忠于记载当时的各种科学技术。后来，他写作了《梦溪笔谈》，在这巨著中，他记录了许多宝贵科技资料，像《木经》、活字印刷，水利施工等等。许多当时的科学技术，真是因为沈括的记载才流传至今，被今天的人们所了解。

沈括不仅仅是一个科学家，还是军事家和政治家，他在政治、军事、外交上都展示了非凡的才能。他曾积极参与王安石变法运动，1075年曾出使辽国，驳斥辽国争地的无礼要求。1080年，沈括在抗击西夏侵略的战争中受连累被贬谪。1087年，沈括辞退官职，居住在润州（镇江）梦溪园专心写作《梦溪笔谈》。

沈括在天文、历法、数学、物理、地学、生物、化学、医药、水利、兵工、治金、建筑、文史、乐律等多学科领域，都有很高造诣。他的著述有《梦溪笔谈》、《长兴集》、《苏沈良方》等等，根据《宋史·艺文志》记载他的著述就有22种155卷，但不少已散失。研究中国科学史的现代英国历史学家李约瑟誉沈括为“中国通”。