Les écrits de Shen Kuo ne portaient pas tous sur des sujets scientifiques ou pratiques. Outre ses travaux sur la divination chinoise, la magie et le folklore, Shen Kuo a aussi été critique d'art. Par exemple, il a critiqué le travail du peintre Li Cheng pour avoir omis de respecter le principe de « voir le petit du point de vue du grand », par exemple en peignant des bâtiments.
Malgré toutes ses réalisations scientifiques, Shen Kuo était nettement en faveur du taoïsme qui contestait l'influence de la science empirique à son époque. Bien que beaucoup de choses puissent être connues par le biais de l'observation empirique et de l'étude, le taoïsme affirme que les secrets de l'univers sont infinis, et que la recherche scientifique ne pourrait jamais qu'en exprimer des fragments et des compréhensions partielles. Shen Kuo se réfère à l'antique manuel taoïste Yi Jing dans l'explication du processus spirituel et de la prescience qui ne peuvent être atteintes par « des traces brutes », qu'il assimile à l'astronomie mathématique.
Shen était aussi un fervent partisan des notions de destin et de pronostics, et a formulé des explications rationnelles sur les relations entre elles. Il portait un intérêt particulier au sort (bon ou mauvais), à la divination mystique, aux phénomènes bizarres, alors même qu'il était prémuni contre la tendance à croire que tout est joué d'avance dans la vie.
Un jour, décrivant le cas d'une maison frappée par la foudre dont les murs en bois ont noirci au lieu de brûler, tandis que les objets décoratifs recouverts de laque restaient intacts et que les objets métalliques avaient fondu, Shen Kuo écrivit : « La plupart des gens ne peuvent juger des choses que par les expériences de la vie ordinaire, mais les phénomènes en dehors de ce champ sont vraiment très nombreux. Il est peu sécurisant d'étudier les principes naturels en utilisant uniquement la lumière des connaissances habituelles et des idées subjectives ».
Dans son commentaire de l'ancien philosophe confucéen Mencius (-372 - -289), Shen insiste sur l'importance de suivre le choix de ce que l'on sait être le vrai chemin, mais il ajoute que le cœur et l'esprit ne peuvent atteindre la pleine connaissance de la vérité, du fait de sa simple expérience sensorielle. De sa propre manière, mais en utilisant des termes influencés par les idées de Mencius, il formule l'idée d'une autorité autonome intérieure qui servirait de base à son acceptation des choix moraux, une notion liée aux expériences de sa vie quant au succès par l'auto-suffisance.
En plus de son commentaire sur les textes classiques chinois, Shen Kuo a également écrit de nombreux articles sur les thèmes du surnaturel, de la divination et de la méditation bouddhiste.
Comme l’historien Chen Dengyuan l’a fait remarquer, beaucoup des écrits de Shen Kuo ont probablement été purgés sous le ministre Cai Jing (蔡京 ; 1046-1126), qui avait relancé les Nouvelles Politiques de Wang Anshi, bien qu’il ait fait campagne pour la destruction ou la modification radicale des travaux écrits de ses prédécesseurs, et en particulier de ses ennemis conservateurs. Par exemple, seul six des livres de Shen demeurent, et quatre d’entre eux ont été altérés de manière significative depuis leur rédaction initiale.
Mengxi Bitan (夢溪筆談) est cité pour la première fois dans un écrit chinois de 1095, montrant que, même vers la fin de la vie de Shen, son dernier livre était largement imprimé. Mengxi Bitan était constitué de quelques 507 essais distincts explorant une large variété de sujets. L’ouvrage était initialement composé de 30 chapitres, mais en 1166, un éditeur chinois inconnu modifia et réorganisa l'œuvre en 26 chapitres. Il reste un exemplaire de cette édition.
Une réimpression eut lieu en 1305 et une autre en 1631, mais le texte fut alors radicalement réorganisé en trois grands chapitres. Chiwuming Shitukao de 1848 mentionne souvent des passages du livre de Shen Kuo, ainsi ses classifications des espèces végétales.
À l’époque moderne, la tentative la plus complète de lister et de résumer les écrits de Shen fut un appendice rédigé par Hu Daojing dans son édition de Brush Talks de 1956. L’édition chinoise de 1166 fut fidèlement traduite en japonais lors d’un séminaire de l’Institut de recherche en Sciences humaines (japonais : Jimbun Kagaku Kenkyusho) de l’Université de Kyōto puis imprimé par Umehara Kaoru dans son édition en trois volumes Bokei hitsudan (1978-1981). Zhang Jia Ju a partiellement traduit Mengxi Bitan du chinois médiéval en chinois vernaculaire dans sa biographie Shen Kuo de 1962. Cette biographie est d’une grande importance car elle est — selon l’historien Nathan Sivin — la référence la plus complète et la plus exacte sur la vie de Shen Kuo.
Le plus grand nombre de traductions en anglais de Mengxi Bitan se trouve dans divers volumes des séries Science and Civilization in China de Joseph Needham, publiées à partir de 1954. En français, des extraits du livre ont été cités dans les travaux de J. Brenier ainsi que J.F. Billeter.
Bien que Mengxi Bitan soit certainement le plus vaste et important travail de Shen Kuo, il n'est pas le seul.
En 1075, il composa le Xining Fengyuan Li (熙寧奉元曆 ; anglais : The Oblatory Epoch astronomical system of the Splendid Peace reign period) qui a été perdu, mais répertorié dans une bibliographie de la dynastie Song. C’était le rapport officiel sur les réformes de Shen Kuo sur le calendrier chinois, qui ne furent que partiellement intégrées au calendrier officiel des Song.
Il est aussi l'auteur d'un traité pharmaceutique intitulé Liang Fang (良方 ; Bonnes formules médicinales), fruit de notes compilées durant ses années de retraite du service gouvernemental. Autour de l’année 1126, il fut combiné à une œuvre écrite de Su Shi (苏轼 ; 1037-1101), lequel, ironiquement, comptait parmi les opposants au « Groupe de nouvelles politiques » de Shen Kuo. Cependant on sait aujourd'hui que Shen Kuo et Su Shi étaient quand même amis et associés.
Cette même retraite lui donna le temps de composer Mengqi Wanghuai Lu (夢溪忘懷錄 ; anglais : Record of longings forgotten at Dream Brook). Il s'agit d'un traité ethnographique sur les populations montagnardes isolées de la Chine, notamment inspiré de sa jeunesse. Seules des citations en survivent dans la collection Shuo Fu (說郛), qui décrit les travaux agricoles et les outils de ces régions.
Shen Kuo a également écrit Changxing Ji (長興集 ; Recueil d'œuvres littéraires du [vicomte de] Changxing), recueil de divers poèmes et documents administratifs de sa main, mais ce livre fut sans doute publié de manière posthume. Il fut réimprimé au XVe siècle, sous la dynastie Ming), mais seul le 19e chapitre fut par la suite conservé et réimprimé en 1718, et ce sous une forme corrompue. Enfin, dans les années 1950, l’auteur Hu Daojing compléta ce travail d’autres poèmes épars de la main de Shen, dans l’ancienne collection Collection of Shen Kua’s Extant Poetry (Shanghai, Shang-hai Shu-tian, 1958).
Dans la tradition des « récits de voyage » (youji wenxue) de la littéraire populaire de l’ère Song, Shen Kuo est enfin l'auteur du Registre de ce qu’il ne faut pas oublier, un guide du voyageur précisant le type de transport idéal selon le type du voyage, les aliments, les vêtements spéciaux et de nombreux autres articles utiles.