沈括(公元1031—1095年)，字存中，北宋錢塘(今浙江杭州)人，我國古代一位百科全書式的著名科學家，在各個方面都有新的貢獻。他出身於下層官吏家庭，成年後，做過多年地方官，後中進士(公元1063年)，進入昭文館擔任書籍編校工作，同時還擔任過太史令等職。史稱他「博學善文，於天文、方誌、律書、音樂、醫藥、卜算，無所不通，皆有所論著」(《宋史·沈括傳》)。他還彙集各種舊聞和自己的見解寫成《夢溪筆談》一書，分故事、辯證、樂理、象數、人事、官政、權智、藝文、書畫、技術、器用、神奇等17門，涉及到天文、曆法、數理化、地理、醫藥、技術、文學藝術等20多種學科609項記述。其中涉及到有關地理學各個方面的內容就有100多條，反映了他的主要地理思想和貢獻。
沈括的地理思想，主要表現在他對許多自然地理現象的科學觀察和正確解釋。包括流水侵蝕、海陸變遷與華北平原成因、古環境變遷、植物地理分布的制約因素等方面。
關於流水侵蝕思想 沈括曾去浙江溫州一帶觀察過雁盪山的特殊地貌景觀。他發現雁盪山的大地地貌特徵很特殊：雁盪山的各山峰皆挺拔峻險，高聳千尺，矗立於山谷之中；從山頂上看，各山峰頂幾乎都處在同一水平面上。這在山外卻一點也看不到，只有進到山谷中，才能看見一個個山峰挺拔林立。這是怎麼形成的呢？他分析後認為是流水侵蝕而成的。他說：這種地貌現象「當是為谷中大水衝激，沙土盡去，唯巨石巋然挺立耳」(《夢溪筆談》卷二四)。他還在大、小龍湫〔qiū秋〕等處看到流水穿鑿的現象，由此又聯繫到黃土高原地貌，認為黃土高原的溝壑等地貌現象也是流水切割造成的。
據科學考察，雁盪山各峰的高度過去確實處在一個水平面上，它們的岩石都是以流紋岩為主，是白堊〔è惡〕紀火山噴發的堆積物。在白堊紀末第三紀初，地殼發生不均一的上升運動，加上強烈的外力作用，終於使相當平坦的剝蝕平原成為古夷平面的結果。此後經風化和流水侵蝕作用，鬆軟物質被搬運而去，因流紋岩岩性較硬，又富垂直節理(岩石的裂縫)，所以被保存下來，形成峰叢林立的獨特地貌景觀。沈括在這裡最早使用了「流水侵蝕」的概念，並正確解釋了雁盪山峰的成因。他的這一思想要比稱為「近代地質學之父」的郝登1788年提出的侵蝕作用理論早700年。
海陸變遷與華北平原成因 華北大平原為一個沖積平原，這已是眾所周知的常識，而在我國第一位提出這種理論的人，就是距今1000多年的沈括。
北宋熙寧七至八年(公元1074—1075年)，沈括察訪河北西路時，由開封出發，依太行山而北行。他看到山崖中常常有鑲嵌的螺蚌殼鵝卵石，而且「橫亘如帶」。於是他便聯想到海陸變遷以及華北平原的成因問題。他認為太行山、華北平原為過去的滄海，其變成陸地的原因就是河流沖積作用，即所謂「濁泥所湮耳」(《夢溪筆談》卷二四)。他並從黃河等北方河流的水文特徵上進一步論證了華北平原的成因，指出：「凡大河(黃河)、漳水(漳河)、滹沱(河)、涿水(拒馬河)、桑乾(桑乾河)之類悉是濁流(高含沙量)。今關、陝以西，水行地中，不減百餘尺，其泥發東流，皆為大陸(華北平原)之土。」所以，他認為他提出的沖積成因理論「此理必然」(《夢溪筆談》卷二四)。事實上也確實如此。
古環境變遷思想 沈括在延州永寧關(今陝西延川縣東南)曾看到大河崩岸，發現在地下幾十尺的地方有幾百莖類似竹筍的植物，根干相連，都已成為化石。陝北氣候乾燥並不適宜竹類生長，這些類似竹類的植物化石是怎麼回事呢？沈括認為：很古以前，這裡氣候比較潮濕，有一個適於竹類生長的濕潤環境，到當時的乾燥環境有一個變遷過程。如他所說，陝北「曠古以前，地卑氣濕而宜竹」(《夢溪筆談》卷二一)，反映了他當時對環境變遷這一科學事實的正確認識。
控制植物分布要素的認識 對影響植被地理分布的主要因素認識，我國很早就有觀察和認識，如《周禮·考工記》中就有「橘逾淮而北為枳〔zhǐ紙〕……此地氣然也」的論述。沈括對此也有比較正確的認識。如他在論述全國各地的物候現象時，就正確地指出了地理位置、氣候條件對植物水平分布的影響。他在《夢溪筆談》卷二六中指出：「嶺嶠(嶺南地區)微草，凌冬不凋；並汾(山西)喬木，望秋先隕；諸越(浙江、福建一帶)則桃李冬實；朔漠(長城以北)則桃李夏榮。此地氣之不同也。」而關於影響植物垂直分布差異的根本原因，他明確指出，這是因為「地勢高下之不同」(《夢溪筆談》卷二六)。
除以上所述外，沈括還進行過許多地理實踐活動。在地圖方面，他繪製過當時的全國地圖集——《天下州縣圖》(又稱《守令圖》)；製做過木模型圖等，並就製圖六體進行了修正，提出了分率、准望、牙融、傍驗、高下、方邪、迂直七法。還創立了分層築堰水測法，實測了自京城汴梁(今開封市)上善門至泗州(今江蘇盱眙〔xuyi需夷〕)入淮口長840里130步的汴河河道高差等。因此，沈括在我國地理學史上，是一位十分重要的學者。他的許多地理見解和實踐，不僅在我國，就是在世界科學史上也都是少見的，具有特殊意義。