Son premier roman, La Baleine des Sables, présente le monde de Nullaqua où toute l'atmosphère est contenue dans un cratère unique, profond de plusieurs kilomètres. L'histoire concerne un bateau naviguant sur les océans de poussière et chassant des créatures, les baleines des sables, qui vivent sous la surface.
À partir de la fin des années 1970, Sterling écrit les textes du cycle Mécas/Morphos : le système solaire est entièrement colonisé par l'homme et deux factions principales s'y affrontent. Les Mécanistes emploient des implants basés sur la mécanique, l'électronique et l'informatique, les Morphos pratiquent la manipulation génétique à grande échelle. La situation est compliquée par les contacts avec des civilisations extra-terrestres et le fait que l'humanité se divise progressivement en plusieurs sous-espèces distinctes, avec l'implication que beaucoup d'entre elles s'effacent effectivement de la galaxie. Le cycle Mécas/Morphos est constitué du recueil Cristal Express et du roman La Schismatrice.
Dans sa ville natale d'Austin (Texas), l'auteur s'est fait connaître en organisant chaque année une « fête de Noël » mettant en avant l'art numérique.
Dans les années 1980, Sterling publie une série de fanzines appelé Cheap Truth sous le pseudonyme de Vincent Omniaveritas.
Il a aussi inspiré deux projets que l'on peut retrouver sur le Web :
- Le Dead Media Project, une collection de « notes de recherche » sur les technologies des médias « morts », des quipus incas au jeux vidéo et ordinateurs des années 1980 en passant par le phénakistiscope victorien. Le site Web du projet, comprenant entre autres le manifeste Dead Media Manifesto de Bruce Sterling, est situé à (en) https://www.deadmedia.org/.
- Le Viridian Design Movement, une tentative de créer un mouvement de design écologiste. Le site web du projet, comprenant entre autres la manifeste Viridian Manifesto de Bruce Sterling, est situé à https://www.viridiandesign.org/.
