宋应星也在几次进京会试途中耳闻目睹了明末社会的现实情况，这些情况不容易在书本中了解到，只有到基层做细致的社会调查，才能真正观察和体验到明末的许多腐朽的社会现象，掌握到更多的实际资料。这时候，社会矛盾激化，尤其是农民与地主阶级的矛盾激化，土地兼并越演越烈，赋税繁重，农民的反抗斗争不断发生。城市居民和封建统治者的矛盾也发生激化，这在中国历史上还是首次出现。明朝统治集团内部也矛盾重重，像宋应星这样具有真才实学的人才却得不到录取，说明科举考试本身都充满了腐败。所有这些，在他的很多政治性的文章当中，都在一定程度上得到了反映。
宋应星在他多次应试失败的惨痛教训中，体会到终生埋头书本而缺乏实际知识，是真正的不足为道。他终于下决心放弃科举，转向实学，钻研与国计民生有切实关系的科学技术，开始了他一生中的重要转折。宋应星在实践中悟出这些道理后，就利用原有的文化知识虚心向工农群众请教，并及时记录下有关工农业生产技术的知识，终于写出了不朽的《天工开物》这部宏伟的科学巨著。
（三）担任县学教谕
公元1604年时，宋应星弟兄已各自成家，就分居了，宋家的地产从此化整为零。几次万里征程，也花费了许多钱财，娶妻生子，家庭支出日渐增多，经济状况已经不如过去，整天在家闲居，不是长久之计。所以，宋应星决定在社会上谋求一项公职，再借此施展他研究实学的志愿。
宋应星的哥哥宋应升在公元1632年谋求到浙江桐乡县令的职务。但是不久，他们的母亲魏氏亡故，宋应升、应星把母亲安葬在本乡的塘尾，就按照封建社会的习俗，在家“守制”。公元1634年，宋应星担任了本省袁州府分宜县县学教谕的职务。应升则调任广东肇庆府恩平县令，因为有政绩，被诰封为文林郎。分宜县在奉新的西南，中间经过上高，不算太远。县学有20名学生，教谕则是个未入流的文职衙门中的下级官员。宋应星在这个职务上一直到公元1638年。
宋应星在分宜担任教谕的时候，类似于我们现在不坐班学校的教员，授课后的余闲时间较多，同时又能接触到一些图书资料，为他从事写作提供了条件。宋应星充分利用了这段时间，根据以前的调查所得，再查找必要的参考文献，从事着极其紧张的著述工作。
公元1636年3月，宋应星在分宜县令曹国祺支持下，完成了万言的政论集《野议》，并出版。
《野议》集中反映了宋应星的政治思想和经济思想，是宋应星在一夜之间写成的。由于宋应星没有在朝做官，所以称为《野议》。
宋应星写《野议》的目的是为了挽救明末社会所面临的政治和经济危机，提出了一系列的改革措施，期望社会由乱而治，使国家转危为安，体现了宋应星关心国家前途和民族命运的爱国思想，可以看成是宋应星希望崇祯皇帝实行变法的万言奏议。
宋应星主张减免对人民的横征暴敛，呼吁罢除军界、政界中的贪官污吏，代之以廉洁奉公，一心为国的清官。使工农能获温饱，商人能有利可图，贫士有获得科举入仕的机会，各阶层的人都能各安其业。然后，全面发展农业、工业和商业，养兵练武，则国运也许会有救。书中有许多精辟思想：譬如认为社会财富是劳动创造的，增加社会财富就要大力发展农业和工业，来提供丰富的劳动产品。宋应星的这种财富观为经济学原理做出了贡献。由于《野议》在一夜之间写成，所以在文字上略逊一筹。
宋应星同时又整理发表了他的自选诗集《思怜诗》。《思怜诗》共52首，分成《思美诗》和《怜愚诗》两部分，宋应星取两卷的首字“思”和“怜”命名为《思怜诗》。《思美诗》10首，都是七律，《怜愚诗》42首，都是七绝。
《思怜诗》主要反映了宋应星的人生观，用文学形式表达他对人生价值和意义等问题的看法。宋应星在诗中塑造了两大类典型人物，分别给以褒美和讥讽。他继承了唐代大诗人白居易（772—846）倡导的新乐府运动的诗论传统，主张写诗应当揭露时政弊端，反映社会现实，并且给人以启迪和教化。
宋应星还著有《画音归正》《原耗》二书，可惜均已失传。《画音归正》是讨论音韵、乐理的作品，与《乐律》的内容相近。《原耗》万言，除与《野议》有类似内容外，还谈到桑麻、绵葛等“小”事。
公元1637年，宋应星发表了他一生中最重要的作品《天工开物》。宋应星在《天工开物》卷首写了一篇序，序中说：年来著书一种，名曰《天工开物》。伤哉贫也！欲购奇（购买奇书，奇器）考证，而乏洛下之资，欲招致同人，商略赝真，而缺陈思之馆，随其孤陋见闻，藏诸方寸而写之，岂有当哉？吾友涂伯聚先生，诚意动天，心灵格物，凡古今一言之嘉，寸长可取，必勤勤恳恳而契合焉。昨岁《画音
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