一、解剖學
北宋在中國古代解剖學史上有重要成就。此期間前後曾進行過兩次人體解剖活動，並由此產生了兩部人體解剖學圖譜——《歐希範五臟圖》和《存真圖》。
宋仁宗慶曆年間(1041～1048，廣西地方官府處死歐希範等五十六名反叛者，並解剖死者的胸腹，宜州推官吳簡(一作靈簡與醫生和畫工較仔細地觀察了這些屍體的內臟器官，並由畫工宋景描繪成圖，這便是《歐項範五臟圖》。這一史實在當時及稍後的許多史誌及筆記文集中部有記載（範縝《東齋紀事》卷一，沈括《夢溪筆談》卷二十六，葉夢得《岩下放言》卷下、趙與時《賓退錄》卷四、李攸《宋朝史實》卷十六、楊仲良的《通鑒長編紀事本末》卷四十九、鄭景壁的《劇談錄》等都或詳或略地記載了其始末），該圖早已佚失，難以知其詳情，從《史記標注》轉引楊介《存真圖》中所載吳簡的一段話中可以窺其大略，《存真圖》雲：
“宜賊歐希範被刑時，州吏吳簡令畫工就圖之以記，詳得其證。吳簡雲：‘凡二日剖歐希範等五十有六腹，皆詳視之，喉中有竅三：一食、一水、一氣，互令人吹之，各不相戾，肺之下，則有心肝膽脾；胃之下，有小腸；小腸下有大腸。小腸皆瑩潔無物，大腸則為滓穢。大腸之旁則有膀胱。若心有大者、小者、方者、長者、斜者、直者、有竅者、無竅者了無相類，唯希範之心，……，如所繪焉。肝則有獨片者、有二片者、育三片者，腎則有一在肝之右微下，一在脾之左微上。脾則有在心之左。至右蒙乾多病嗽，則肺且膽黑；歐詮少得目疾，肝有白點，此又彆內外之應。其中黃漫者脂也。’”
就已知中醫文獻來看，吳簡對人體胸腹臟器間的位置及相互關係的描述，較之前人詳明而準確得多，實際上他已注意到右腎比左腎的位置略低，這是了不起的發現，他明確指出脾在心之左(不言而喻，肝則在右側，從形態學上糾正了左肝右脾的錯誤認識。不過，吳簡的論述中仍有一些錯誤。由於時代條件的同限性，我們不能求全責備。《歐希範五臟圖》不僅在生理解剖方麵取得一定成就，在病理解剖方麵也有可貴發現。吳簡所雲：“蒙乾多病嗽，則肺且膽黑。”久病咳嗽而致肺顏色發黑的病理解剖現象是完全可能的。這一解剖發現不僅以事實說明中醫學“有諸內必形諸外”，臟腑相關理論，而且首開了中國醫學史上從人體內臟形態的改變尋找體表病症產生原因的先例。
《歐希範五臟圖》是已知最早的人體解剖學圖譜。不過，就其在曆史上的影響而言，實不及其後問世的楊介《存真圖》。《存真圖》是宋徽宗崇寧年間(1102～1106由醫家楊介和畫工根據他們所觀察到的被宋廷處決剖刳的反叛者的胸腹內臟繪製而成的解剖圖譜。《存真圖》至清代初期尚存，《文淵閣書目》和《汲古閣毛氏藏書目錄·醫家類》均有著錄。元、明時期的一些醫書還轉錄了其解剖圖譜及其說明性文字，《存真圖》現在雖已佚失，但其部分內容卻由這些醫書而得以保存下來。從中可知，《存真圖》的繪製十分簡細具體，它不僅有人體胸腹內臟的正麵、背麵和側麵全圖，而且還有分係統、分部位的分圖，如：《肺側圖》、胸部內臟的右側圖形；《心氣圖》為有側胸、胸腔的主要血管關係之圖；《氣海橫膜圖》，為橫膈膜正在其上穿過的血管、食管等形態圖；《脾目包係圖》，為消化係統圖；《分水闌圖》，繪出了泌尿係統；《命門、大小腸膀胱之係圖》，繪出了泌尿生殖係統。所繪諸圖及其文字說明大致正確。
《存真圖》比《歐希範五臟圖》有很大的進步，這種進步不僅是《存真圖》更加詳細具體，也更加精確。如《歐希範五臟圖》認為喉中有三竅，而《存真圖》則明顯繪示出喉中隻有兩竅，糾正了前者的錯誤；《心氣圖》繪出了心臟與肺、脾、肝、腎等臟器的血管聯係，這是中國古代生理解剖學史上的重要發現。不過，《存真圖》中也存在一些局限性，例如，它認為腎臟有一管直通前陰(以泄精，並漏繪了胰臟等等。儘管如此，《存真圖》仍不失為中醫史上一部最有價值、最有成就的解剖學圖著。
《存真圖》問世以後，很快便取代了《歐希範五臟圖》在解剖學領域的位置，成為當時及後世生理解剖學圖著的範本。宋以後醫籍中所描述的人體臟腑圖形及其文字說明，基上都取之於《存真圖》。
在十六世紀以前，人體實際解剖在歐洲極少見到，《歐希範五臟圖》和《存真圖》的出現及其影響，說明我國人體解剖學的水平，早在十一世紀曾處於當時的世界領先地位，可惜囿於長時期封建社會諸種因素的束縛，沒有進一步發展起來。
二、病因學和診斷學
一病因學由博返約
自唐代至北宋數百年間的醫書，論述病因基本上都沿襲《諸病源候論》之說。南宋時期的醫家陳無擇另辟路徑，他對曆代所積累起來的豐富的病因學內容進行高度概括，使病因學理論獲得了由博返約的發展，打破了數百年來病因學停滯不前的局麵，他強調：
“然六淫，天之常氣，冒之則先自經絡流入，內合於臟腑，為外所因。七情，人之常性，動之則先自臟腑鬱發，外形於肢體，為內所因。其如飲食饑飽、叫呼傷氣、儘神度量、疲極筋力、陰陽違遞，乃至虎狼毒蟲、金瘡踒折、疰忤附著、畏壓溺等，有背常理，為外因。”
在這裡，陳無擇按照病因的來源、致病過程等將所有病因歸納為三大類：外因，指氣候因素，即六淫，也包括疫癘之氣；內因，指情誌因素，即七情；不內外因，指內因和外因之外的所有因素，包括不適當的飲食、勞累、房事、外傷、事故等等。這種歸納概括了各類病因的性質，對於病因學理論有提綱挈領的作用，成為後世醫學進行病因分類的依據。
二診斷學上的創新
脈診在宋代有重要進步，產生了幾部脈學或以脈學為主的診斷學專著，如崔嘉彥的《脈訣》、劉開的《脈訣》和施發的《察病指南》等，這些著作為普及和發展脈學發揮了積極作用。
南宋醫家崔嘉彥所撰《脈訣》(又稱《崔氏脈訣》、《崔真人脈決》、《紫虛脈訣》是一部以四言歌訣形式寫成的普及性脈學專著。它以通俗簡捷的文筆闡述了脈診的基本原理和方法，如寸口診脈的生理學基礎，寸口分部及其常脈，寸口各部之脈所主臟腑和軀體部位，遲、數、浮、沉四種基本脈象的標準，五臟常脈。“七表八裡九道”脈的脈象，脈病互參之理，各種病證的脈象和各種脈象的主病以及脈應四時之理等等。儘管這部書在脈學理論和方法上沒有多大突破，但卻比較成功地將複雜深奧的脈學知識以簡明曉暢的形式進行了概括和表述，便於初學者習誦和掌握，易於推廣，以至成為後世學習和傳授脈法的重要藍本，反複為其它脈學著作所借鑒。
南宋另一位醫學家，崔嘉彥的弟子劉開(字三點，號複真子所著的《脈訣》(又稱《複真子劉先生脈法》、《劉三點脈訣》撰於1241年，也是一部普及性的脈學專著，劉開並非照搬崔氏而彆有新意。
劉氏是以浮、沉、遲、數為基本脈象，以風、氣、冷、熱分彆為這四種基本脈象所主的基本病證。又根據脈之有力和無力區分病證的虛實；根據寸、關、尺三部與上、中、下三焦的配屬關係。以三部脈象診察三角病證，再按左右手各部脈與五臟六腑的配屬關係，診察五臟六腑之病證。從而大大簡化了脈學的內容，抓住了脈學的綱領；其所提出的脈象主病的關係在脈學理論上也有一定的創新，對脈學診斷作出了貢獻。
南宋施發的《察病指南》是一部以脈學內容為主的診斷學專著，其貢獻在於他首次創造性地繪製了脈象圖。在施氏《察病指南》的“卷中”將曆代脈學文獻中提到的三十三種脈象依其指下感覺一一描繪成圖，該圖依次是：“七表”——浮、芤、滑、實、弦、緊、洪；“八裡”——微、沉、緩、澀、遲、伏、濡、弱；“九道”——長、促、短、虛、結、牢、動、細、代、數、大（實為十一種）：“七死脈”——彈石、解索、雀啄、屋漏、蝦遊、魚翔、釜沸。
圖中圓圈表示脈的搏動區間或診脈的區域及其切按的深度範圍。圓圈內的各種圖形是對各種脈象指下感覺的形象描繪，例如肖脈的脈線在圓圈中線以上，表示該脈搏動部位表淺，輕按即得，而沉脈的脈線在圓圈中線以下，表示該脈搏動部位較深，重按才得；芤脈的脈形圖象中空的軟膏，按之則陷（“如按蔥管”；伏脈深伏不現，故脈象圖的圓圈中沒有脈線；滑脈的圖形為一串小圓圈，表示該脈”如盤走珠”，往來流利……這些形象化的脈象圖反映了各種脈象的基本特征，它比單純文字描述也更加直觀，對初學者在臨床上體會對鑒彆各仲脈象有一定的幫助。施發的脈象圖，是一種有意義的嘗試，應當肯定其曆史價值。
三、《傷寒論》的整理研究
宋代治平二年(1065年校正醫書同刊刻《傷寒論》，並對其作出了很高的評價，熙寧九年(1076年宋太醫局將此書列入醫學生的必修課程，這就使《傷寒論》的學術地位空前提高。《傷寒論》其書也大為流行，對《傷寒論》的研究更為深入和普遍，較唐代有了很大進展，有許多著名醫家致力於此，湧現出一大批以“傷寒”命題的研究著作。
宋代《傷寒論》研究的特點是注重臨床實踐中的實際應用，而並不注重原文的注釋和真偽的考證及條文的編次順序；宋代醫家對《傷寒論》固然相當推崇，但並末將其視為“不可更動一字”，條文往往是選擇錄用，方藥也經常選用其他著作及本人經驗加以補充。醫家們在研究中使用的方法也比較豐富，六經分證，以方類證，以法類證，以病類證，以經絡釋六經，以八綱擇六經等等，均為此期傷寒研究著作中的常用方法。此外，這些著作中所反映的對溫熱病的認識，也很值得注意。
一龐安常與《內容總病論》
龐安常曾以善治治傷寒而聞江淮一帶。其現存的著作有《傷寒總病論》。書中包括了傷寒與溫病兩方麵的內容，前三卷論述傷寒，卷一為六經分證，卷二以法類證，卷三以病名證。主要例舉張仲景《傷寒論》及《金匱要略》條文加以論述，也收入部分非仲景方。龐氏對傷寒病的認識有兩個特點，其一是強調人體正氣在傷寒發病中的決定性作用。所謂“勇者氣行則已，怯者則著而成病”（龐安常《傷寒總病論》卷一，578，四庫全書738冊，上海古籍出版社，1986）；其二是特彆注重地理、氣候對用藥的影響，主張因時因地製宜。他認為江淮地偏暖處，唯冬春可用桂枝湯，春末至夏至間應在麻黃、桂枝、青龍方中加入黃芩，夏至之後又須加知母、大青、石膏等清熱瀉火解毒之品同用。