宋神宗元丰五年(1082)八月，西夏发兵20万攻破宋军新筑的永乐城(今陕西米脂西北)。时任延州长官的沈括，因“始议城永乐，既又措置应敌俱乖方”，被责授均州团练副使，随州(今湖北随县)安置。这个处罚实际上结束了沈括的政治生涯，对于他本人来说或许是个不幸，但是对于中国文化而言却是不幸中的大幸。因为至此以后，沈括不用再花费大的气力去处理那些纷繁复杂的政事，而是集中精力从事自己喜爱的学术研究，把平生所学所见所闻的渊博知识，用笔记录下来，于是就有了中国文化史上不朽的科学巨著《梦溪笔谈》。
《梦溪笔谈》最初只称作“笔谈”，沈括在自序中说：“予退处林下，深居绝过从。思平日与客言者，时纪一事于笔，则若有所晤言，萧然移日。所与谈者，唯笔砚而已，谓之《笔谈》。”后人之所以称之为《梦溪笔谈》，与这部著作的成书背景和沈括的晚年生活分不开。相传沈括三十余岁时“尝梦至一处，登一小山，花如覆锦，而乔木蔽其上，山之下有水澄澈，梦中乐之，将谋居焉”。此后又常常梦至其处，熙宁十年(1077)，沈括赴宣州(今安徽宣城)任职，有道人对沈括说，润州山川之胜，且云郡人有地求售，沈括遂以钱三万缗购入。十余年后，他奉诏北行途经润州，“至所买之地，恍然乃梦中所游，因号梦溪”(《京口耆旧传》卷一)，后来他携全家迁往润州“梦溪”园，在这里一住就是八年，过着世外桃园般的生活，直至生命的最后一刻。后人把沈括在梦溪园整理、修订、补充的《笔谈》，冠以“梦溪”二字，可以说是对他最好的纪念。
《梦溪笔谈》
沈括出身于一个很有知识教养的家庭，父亲沈周在宋真宗朝进士及第，沈氏家族一向有收藏文物书画、收集医方的传统。而他的母亲许氏是北宋前期著名战略家、军事家许洞的妹妹，“读书知大意，其兄所为文辙能成诵。”沈括幼年所受教育都是母亲“自教”。良好的家庭教育和收藏传统，培育了沈括探究自然与社会的强烈兴趣和好奇心。宋仁宗嘉祐八年(1063)，沈括进士及第，其后积极投身于王安石变法，主持和参与整顿司天监，“始置浑仪、景表、五壶浮漏，招卫朴造新历，募天下上太史占书，杂用士人，分方技科为五，后皆施用”，疏浚汴河、察访两浙地区农田水利、改革盐法和钞法、出使辽国、经略陕右。丰富的社会实践，为沈括的科学研究提供了源源不断的养料。
沈括生活的时代正值北宋经济文化走向繁荣，学风发生巨变的历史时期。在经学或哲学思想方面，宋儒以义理之学对汉唐章句之学进行了一场具有思想解放意义的革新，开创了两汉以来中国学术史上罕见的活跃气氛；同时，宋儒还直面内忧外患的政治现实，把学术探索同社会实践结合起来，力图在社会改革中展现经世济用之学。在这种学风的带动下，“穷理尽性”，探索事物的本源，成为当时社会的新风尚，沈括正是在这种学风熏陶下脱颖而出的。当然更为重要的是，与绝大多数士人把关注焦点主要集中在儒家经典，而往往轻贱被视作“雕虫小技”的各类技艺不同，沈括注重“穷理尽性”、探索事物的本源。这种把探索大自然奥秘兼学“百工其业至微”与学习儒家经典放在同等重要的位置上，是他之所以成为一代伟大的科学家至关重要的因素。
沈括一生著述多达40余种，而《梦溪笔谈》是他最重要的著作，倾注了他一生对科学文化孜孜以求的心血。《梦溪笔谈》中记载的奇闻异事甚多，是沈括对大自然的奥秘，始终怀有强烈兴趣的最好反映，尽管许多奇闻异事沈括也不能给以解释，但由于他的记载，遂成为后世科学研究的有用资料。
《梦溪笔谈》一问世，就受到时人及后世人的极大关注。人们称赞沈括“学问最为博洽”；“博闻强记，一时罕有其匹。所作笔谈，于天文、算数、音律、医卜之术，皆能发明考证，洞悉源流”。不仅如此，沈括在许多方面都有自己的创见。他首次详细描述了罗盘针，记录磁偏角的存在；最早制造立体地图的模型；他还首次研究延安地下类似竹笋的化石，并作出“旷古以前，地卑气湿而宜竹”的科学推断；又根据太行山断崖石壁上密嵌着螺蚌壳和鹅卵石等遗迹，推断太行山地区的海陆变迁。“石油”这个名词最初也是沈括开始使用的，并预言“此物后必大行于世，自予始为之”。在数学方面，他首创的隙积术和会圆术，提出了高阶级差求数和公式及求弧长的近似公式，等等。尤其难能可贵的是他摒弃传统的社会偏见，总结和记录来自社会下层的“布衣”和工匠们的发明创造，如毕昇发明的泥活字印刷术，就是有赖于《梦溪笔谈》的记录和总结，才得以推广和流传。他还简要介绍了著名建筑“匠师”喻浩所著的现早已失传的《木经》一书的内容，并对喻浩的工程设计作了科学阐明。《梦溪笔谈》的写作风格亦体现了“凝重不佻”的特点，因此从文学的角度来看，它又不失为一部言简意赅、文笔生动的散文集。
沈括不仅在数学、物理、化学、天文学、气象学、地质学、医药学、农林学等科学技术上取得非凡成就，而且在金石学的开拓、音乐(燕乐)研究、书画收藏和鉴赏等人文学科上亦有突出贡献。四库馆臣称他的文章“学有根柢，所作亦宏赡淹雅，具有典则，其四六、表、启，尤凝重不佻，有古作者之遗范”。为了纪念这位“中国整部科学史上最卓越的人物”(李约瑟语)，1979年7月1日，中国科学院紫金山天文台将该台发现的一颗小行星(编号2027)命名为“沈括”。
