《梦溪笔谈》为一部笔记体文集，正文26卷，还有《补笔谈》三卷，《读笔谈》一卷，合计30卷。其书分为故事、辩证、乐律、象数、人事、官政、机智、艺文、书画、技艺、器用、神奇、异事、谬误、讥谑、杂志、药仪等17个门类，内容涉及的范围异常广泛。

《梦溪笔谈》中保留下来的科技史资料是最宝贵、最有价值的。比如：举世闻名的宋朝庆历年间毕升发明的活字版排版印刷术，从制造活字到排成书版的详细情况，《梦溪笔谈》为人们留下了唯一的记载。今天历史博物馆中陈列的仿制品，就是用沉括记下来的方法制造的。还有作为四大发明之一的指南针的装置方法，也是《梦溪笔谈》为我们留下详细记载。

又当时有名的鲁班式建筑巧匠喻皓和他总结木结构建筑经验的《木经》，以及发明新法堵住黄河决口的河工高超，都是名不见经传的人物，但沉括记下了他们的事迹。而首先发现彩虹是大气中折射现象的学者孙恩恭、出身平民编成当时最先进历法《奉元历》的卫朴，也是沉括为他们记下事迹。因此，清代阮元编写第一部科学家的《畴人传》，陆心源编辑《宋史翼》，很多资料都取材自《梦溪笔谈》。