師事朱熹

　　蔡沈幼承家學，稍長，師事朱熹於白鹿洞書院，為朱熹晚年最有成就的弟子之一。蔡沈博覽群書，視功名如草芥，三十不就科舉，諸臣舉薦，都推說：“此非吾志也”，堅不肯受。慶元二年（1196）爆發慶元黨禁，隨父謫官道州（今湖南道縣），父子穿草鞋步行三千里，閉戶讀書，授徒講學。父歿，護柩以還，贈銀以途者眾，沈一一跪謝堅不肯受。

　　潛心著學

　　蔡沈遵循父命與朱熹囑咐，在建陽崇泰裡（今莒口鄉）廬峰山麓建大明堂（即廬峰精舍），寒窗夜燈，潛心著述，十載著成《洪範皇極內篇》、《尚書集傳》。此二書均進入四庫全書。《洪範皇極內篇》是以81個洪範疇數，論述天地陰陽理氣體用，動靜以至自然界動植物的變化等問題。《書集傳》是受朱子之託而著，化十年功夫，用簡明的文字詮釋經曲以得帝王謨誥之旨。與朱熹的《周易本義》、《詩集傳》胡安國的《春秋傳》等書並列為官書，為科舉所依據，成為元、明、清三代人士必讀課本。

　　他還與兄蔡淵一道將祖上所遺武夷山牧堂加以修繕擴建，名為“南山書堂”，以為授徒論道、著述之所。因與武夷精舍相近，可與學友隨時往返，相互切磋。蔡沈遵父命在南山書堂著《洪範皇極》。在離書院不遠的一曲儒巾石上，留下“千崖萬壑”題刻。紹定三年(1230)病逝，諡“文正”，真德秀為其撰墓誌銘，

　　蔡沈由於師教和家學的薰陶，理學修養甚深。創九峰學派，主要弟子有陳光祖、劉欽、何雲源及其子蔡模、蔡杭、蔡權等。

　　身後榮享

　　由於著書有功，教子以忠，聞於朝庭，寶佑三年（1256）理宗皇帝追贈太子少師，次年再贈太子太師、太師永國公諡文正。宋寶佑三年理宗皇帝御書“廬峰”巨字，由子蔡杭石刻於九峰石崖上，理宗皇帝贊曰：“蔡沉綱維吾道，羽翼正傳，禮樂立邦國之經，著述可垂於百世。象數明天地之撰，製作示法於後人，立身不在其身，光前克裕厥後，以持敬為格心之學，以協忠為贊化之謨，經論大經由夙成於考訓宮師極品。”元朝至正十九年追贈建國公。明成化三年又贈崇安伯，明嘉靖九年詔蔡沈入至聖祠。清康熙44年，聖祖仁皇帝御書頒賜宋儒蔡沈《學闡圖疇》金匾。