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在宋朝，科举制度得到了创新与完善，成为其发展的重要时期。在这个时期，科举制度不但日臻成熟，而且成为选拔官员、笼络士大夫阶层的重要手段。对于读书人来讲，宋代的科举制度最直接、最大的好处就是普通人可以通过这一制度进入统治阶层，成为一名官员。
在随父母宦游南北的过程中，沈括度过了自己的童年时代。正是这一段特殊的经历，培养了沈括蓬勃的求知欲和对万事万物的好奇心。但在宋朝，即便你具备了卓越的学识才情和超群的领导才能，如果没有“进士”这个金字招牌的身份，依然很难得到重用。虽然受惠于父荫，沈括当过一县主簿，但由于没有正规的科举出身，一直不能被委以重任。所以，后来沈括到宁国县投奔兄长沈披，其中一个重要的目的就是准备科举考试。
在宋代的社会体系中，欲参加科举考试的学子，必须首先通过地方上的考试（称“发解试”），考试合格，才能于次年进京参加由尚书省礼部主办的全国统一考试（称“省试”）。顺利通过考试的考生可以继续参加由皇上亲自主持的殿试。最后根据考试成绩的排名，朝廷会授予相对应的官职。沈括在经历了万春圩工程后的次年（即嘉祐七年，1062），再度回到苏州舅舅家中，参加了苏州地方的科举考试，并考取了第一名（解元）的优异成绩。随后在第二年的春天，他又赶到京城参加了二月份的礼部省试。这一年的考官有范镇、王安石和司马光，考后高中金榜的进士有194人，状元是福建闽县（今福建福州）的许将。《宋史·列传》中有专门传记的人除了沈括和这位状元许将外，还有吴居厚、吴执中、虞策、龚原等人，他们都是与沈括同一年的进士。
根据当时的制度，位列进士第七名以下以及明经和其他科目的中举者，最初被授予的职位是“判司簿尉”官，而且还必须要经历守选。所谓“守选”，就是他们不能直接获取接任官职的资格，而是需要等待空缺职位，满期后才能出任官员。沈括的成绩排在前六名之外，也要和其他守选的人一起等待守选期满。在等候期间，沈括回到了自己的家乡钱塘。治平元年（1064），守选期结束后，沈括被任命为扬州司理参军，负责扬州当地的刑狱诉讼。
治平二年（1065），沈括认识了后来成为他岳父的张刍。张刍是濮州鄄（今山东鄄城）人，当时任淮南路转运使。他为沈括之后的政治生涯带来了很大的帮助。宋代的转运使掌握当时的一级行政区划—路的财政权，同时还有举荐官员、为朝廷推荐优秀人才的职责。淮南转运使的治所在扬州，也就是沈括当时任职的地方。沈括到扬州后，以下属的身份去拜见张刍。两人一见如故，就好像老友重逢，相谈甚欢。张刍对沈括非常欣赏，竭力向朝廷举荐沈括。过了三年，沈括的妻子去世，张刍又将自己第三个女儿许配给了沈括。
在张刍的举荐之下，本就已是“及第进士”的沈括很快得到了朝廷的重视。