沈括（1031～1095）字存中，北宋钱塘（今杭州）人。是中国乃至世界古代史上少有的多才多艺的政治活动家和杰出的科学家。
沈括的母亲精通文理，沈括从小就跟母亲刻苦学习，阅读了丰富的古代典籍，但他并不迷信书本，他善于独立思考，常常以自己的见闻去检验书本上记载的东西。书上讲错了，他就大胆怀疑，不管书的作者是圣贤之辈，还是什么别的权威。东汉时的大经学家郑玄，在为一本经书作注时，把“车渠”解释为“车轮的外围”。沈括在东海之滨看到有一种贝类动物，大的有簸箕那么大，当地的人们称之为“车渠”。因此，他断定郑玄的注释是错误的。
在读书和实践的过程中，沈括善于独立思考，并且不时地提出自己的主张和见解，为了弄懂一门科学，他往往要花费几年十几年，甚至几十年的时间。他考中进士不久，就开始自学天文、历法，后来主持司天监的工作，更加刻苦地进行天文观测。他主持司天监工作时间，力主在实测日、月、五星行度的基础上改进历法。沈括亲自推荐和积极支持精于历术的淮南人卫朴进行改历工作，于1704年修成了奉元历。沈括对五星运行的轨迹和陨石坠落时的情景，均作过翔实而生动的描述，这是他进行认真仔细观察的结果。为测验极星与天极的真切距离，他亲自设计了能使极星保持视场之内的窥管，并用它连续进行了三个月的观测，每夜观测三次，一共画了二百多个观测图，进而得到了当时的极星“离天极三度有余”的结论。沈括对晷漏进行了长达十余年的观测和研究，获得了超越前人的见解，如他第一次从理论上推导出冬至日昼夜一天的长度“百刻而有余”，夏至日昼夜一天的长度“不及百刻”的重要结果。沈括坚持了“月本无光”，“日耀之乃光耳”的科学认识，并用一个圆球，将其一半用粉涂抹，侧视的时候，有粉无粉的分界处呈现出钩一样的形状，正视的时候，就呈圆卷状，形象地演示了月亮盈亏的现象。
沈括十分重视观测手段的改进，熙宁七年（1074）七月，他向朝廷进呈了自己研制的浑仪、浮漏、影表三种仪器，分别对测量天体位置、时间与日影长短的三种天文仪器，提出了经过深思熟虑的改进意见和设计方案，此举对于观测精度的提高，大有裨益。
针对传统的阴阳合历在历日安排上的缺欠，沈括大胆地提出了自己的建议，他主张使用与农业生产关系密切的十二气历，即以十二节气为一年，以立春为一年之始，大尽三十一日，小尽三十日，一大一小相间，即使有两个小月相连，一年里只有一次。这样就可以做到“年年齐尽，永无闰余”，而把传统的月相变化的内容仅作为历注书名。沈括这一建议既简便又科学，比起现行的公历——格列高利历还要合理。沈括的建议在当时未被采用，反而招致了一些人的不同寻常的责骂，但他相信在以后的岁月里会有采用他的建议那一天的。果真在其后八百多年，英国气象局的确使用了与十二气历十分相似的萧伯纳历，用于农业气候的统计。
在数学方面，沈括的研究课题有“隙积术”和“会圆术”等。“隙积术”是求解垛积的问题，这属于高阶等差级数求和问题。对此，沈括创立了一个正确的求解公式，并开辟了一个数学研究的新方向。“会圆术”是一个已知弓形的圆径和矢高求弧长的问题，沈括推导求得弓形弧长的近式公式，元代王恂、郭守敬等人授时历中的“弧矢割圆术”就利用了这个公式。