《夢溪筆談》詳細記載了勞動人民在科學技術方面的卓越貢獻和他自己的研究成果，反映了我國古代特別是北宋時期自然科學達到的輝煌成就。《夢溪筆談》包括《筆談》《補筆談》《續筆談》三部分。《筆談》二十六卷，分為十七門，依次為“故事、辯證、樂律、象數、人事、官政、機智、藝文、書畫、技藝、器用、神奇、異事、謬誤、譏謔、雜誌、藥議”。《補筆談》三卷，包括上述內容中十壹門。《續筆談》壹卷，不分門。全書***六百零九條（不同版本稍有出入），內容涉及天文、歷法、氣象、地質、地理、物理、化學、生物、農業、水利、建築、醫藥、歷史、文學、藝術、人事、軍事、法律等諸多領域。在這些條目中，屬於人文科學例如人類學、考古學、語言學、音樂等方面的，約占全部條目的18％；屬於自然科學方面的，約占總數的36％，其余的則為人事資料、軍事、法律及雜聞軼事等約占全書的46％。
就性質而言，《夢溪筆談》屬於筆記類。從內容上說，它以多於三分之壹的篇幅記述並闡發自然科學知識，這在筆記類著述中是少見的。因為沈括本人具有很高的科學素養，他所記述的科技知識，也就具有極高價值，基本上反映了北宋的科學發展水平和他自己的研究心得，因而被現代人譽為“中國科學史上的坐標”。
例如，《夢溪筆談-卷十八-技藝》正確而詳細記載了“布衣畢升”發明的泥活字印刷術，這是世界上最早的關於活字印刷的可靠史料，深受國際文化史界重視。此外，北宋其他壹些重大科技發明和科技人物，也賴本書之記載而得以傳世。如記載喻皓《木經》及其建築成就、水工高超的三節合龍巧封龍門的堵缺方法、淮南布衣衛樸的精通歷法、登州人孫思恭釋虹及陸龍卷、河北“團鋼”、“灌鋼”技術，羌人冷作冶煉中對“瘊子”的應用、“浸銅”的生產等，均屬科技史上珍貴史料。 《夢溪筆談》上述對北宋科技成就的記述，已足以使其名垂青史。非但如此，該書還記錄了沈括自己的許多創見，這進壹步推進了北宋的科學發展。