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示人生追求的目标应当是什么和怎样做人的道理。他的诗既有艺术性，又有哲理性。
《论气》是一部自然哲学着作，成书于崇祯十年（1637），分为《形气》、《气声》、《水火》、《水尘》、《水风归藏》及《寒热》等篇章。宋应星继承了宋代哲学家张载（1020—l077）的元气论并予以发展，形成了他的唯物主义一元论自然观哲学体系。他认为宇宙万物最原始的物质本原是“气”，由“气”而化“形”，形复返于气。介于形、气之间还有个物质层次是水火二气。他将元气论与新五行说结合起来，用“二气五行之说”来解释万物构成的机制。由元气形成水火二气、再由水火形成土，水火通过土形成金木有形之物，然后再逐步演变成万物。根据宋应星的理论，万物生成和演化图景可以下式表示：
他的这一理论比王充、张载的元气论更为深化与绵密，也比当时西方用亚里土多德的四元素说（土火水气）解释万物生成更加具体。因为宋应星在气与万物之间引入了一些过渡的物质层次，而不是由气直接构成万物。他还进而讨论土石五金的“生化之理”，从中引出了物质在变化前后“未尝增”与“未尝减”的物质守恒思想。宋应星还指出动物体内所含物质成分与植物所含的是同类，而植物是摄取土中无生命养料与水而生长的，从而论证了有机界与无机界之间在物质构成上的统一性。他的唯物主义自然观是建立在他所掌握的丰富科学技术知识的基础上的。
宋应星在《论气》的《气声篇》中还专门讨论自然科学中的声学问题，其中包括影响声调的各种条件、声速、声音的传播媒介和决定声强的因素等问题。谈到声音发生原理时，他指出“两气相轧”及“以形破气”引起气动而成声，以不同形式破气便有各种声音。声之产生在于破气、轧气时所引起的气的“微芒之间一动”，用现在的话说就是空气的振动。破气、逼气动作缓急（速度）与劲懦（力量）可决定声音大小。他还指出传播声音的介质是空气，又以炮声为例，指出单位时间内炮声所到达的距离为炮弹所及距离的10倍。关于声的传播方式，他认为就像以石击水所成的水波那样扩散，以波的形式在空气中传播。可见他已有了关于声波的初步理论概念。他的这些思想为此后声学理论发展指出了正确方向。当时，欧洲关于声的传播媒介到底是空气，还是以太微粒或物质微粒，还在争论不休。直到17世纪德国学者o.盖里克（vonguericke）以抽气机作传声实验后，才证明声的传播介质是空气，而且声波的概念是在这以后很久才建立起来。宋应星研究声学时虽没有西方科学家掌握的一些较好的实验手段，但他在理论方面却提出了较先进的思维模式。
宋应星对天文学素有兴趣，他的《观象》卷本想放在《天工开物》内同时发表，但临梓删去。现存只有《谈天》（1637）卷，主要是说日。当他登山东泰山观日时酝酿了一种思想：“以今日之日为昨日之日，刻舟求剑之义。”他认为太阳不但沿其轨道周行不已，且其自身也在不断变化之中，从而提出“今日之日非昨日之日”这个有重要意义的哲学命题。他修正了张载提出的“日月之形，万古不变”之说，批判了汉儒董仲舒所谓“天不变，道亦不变”的形而上学观点。宋应星这一“日日新”的思想后由王夫之所发挥。日食、月食本是自然现象，与人间的社会活动没有任何关系。然而古代的“天人感应”说认为，日、月食及其他异常自然现象是国政失纲、人君昏暗的象征，故上天以此作为警告。宋儒朱熹（1130一1200）注《诗经·小雅·十月之交》“日有食之”时，按天人感应说写道：“然王者修德行政，用贤去奸，能使阳盛，足以胜阴。……则日月之行虽或当食，而月常避日，……所以当食而不食也。”宋应星针对这种错误观点批评说：“朱注以王者政修，
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