《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，包括上述內容中十一門。《續筆談》一卷，不分門。全書共六百零九條（不同版本稍有出入），內容涉及天文、曆法、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，約佔全部條目的18％；屬於自然科學方面的，約占總數的36％，其餘的則為人事資料、軍事、法律及雜聞軼事等約佔全書的46％。
　　就性質而言，《夢溪筆談》屬於筆記類。從內容上說，它以多於三分之一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，北宋其他一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曆法、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。