沈自尹率先对中医称为命门之火的肾阳进行研究，发现肾阳虚证病人，其反映肾上腺皮质功能的尿17-羟皮质类固醇值明显低下，经补肾中药治疗可以恢复正常，这一结果得到中国国内7个省市以及日本高雄医院等研究单位的重复与公认；通过对同病异证组进行下丘脑-垂体-靶腺轴功能的对比研究，推论肾阳虚证主要发病环节在下丘脑，这一成果的意义是首次用现代科学方法在国际上证实肾阳虚证有特定的物质基础；通过采用分子生物学方法，证实唯有补肾药才能作用并提高下丘脑的双氢睾酮亲和力及CRF基因的表达，对肾阳虚证达到能定性、定量以至将主要调节中枢定位在下丘脑提出多方面的有力证据。

截至2019年3月，沈自尹院士曾发表论文100余篇，主编学术专著6部。

1985年，沈自尹应邀赴香港中文大学讲学。1990年起，多次应邀赴日本、香港、澳大利亚讲学与出席国际性学术会议。受日本文部省聘请为日本富山医科药科大学客座教授并讲学与科研1年。2006年应邀赴美国哈佛大学讲学。

截至2019年3月，沈自尹先后获得21项国家级和上海市重大科技成果奖。

学生培养

截至2019年3月，沈自尹培养硕士、博士研究生30余人。

教学思想

沈自尹重视人才队伍的建设。教学生，他主张因材施教，针对学生特点，发挥学生的知识及个性特长进行指导，从选题到具体的实验和研究过程，以讨论的方式为主，学生可随时随地找他交流。

沈自尹历任复旦大学医学院（原上海医科大学）校学位委员会委员，上海市科协委员，中国中西医结合会副会长，上海市中西医结合学会名誉会长，全国中西医结合虚症与老年病专业委员会主任委员，卫生部第四届药品审评委员会委员，上海市中药审评委员会主任委员，中国中西医结合杂志及中西医结合实用临床急救杂志副总编。校及医院学位和学术委员，国务院学位委员会医学评议委员，卫生部中药审评委员会主任委员，上海市中医学会副会长，上海市中医药专业委员会副主任委员，国家自然科学基金评审委员。曾任《中国中西医结合杂志》副总编。中国中西医结合学会第三、四届副会长，上海市中西医结合学会第二、第三届会长、名誉会长。

沈自尹由西医转攻中医的那年，他和华山医院的同事赵馨荷结为连理，两人育有两个女儿。

沈自尹是中西医结合学科的开拓者之一，中西医结合思路和方法、脏象学说和病证关系研究的开创者之一。（光明网评）

沈自尹是“西医学中医”的典范，率先对中医称为命门之火的肾阳进行研究，被视为中西医结合专业的开拓者。（人民网评）

沈自尹勇于创新，善于捕捉，善于提炼，推动了中医、中西医结合工作的发展。（新民晚报评）

沈自尹去世后，他的夫人赵馨荷、女儿沈羿、沈蔚把975件珍贵的史料实物整理好，分批捐赠给了复旦大学图书馆医科馆。2020年12月16日上午，收录975件展品的沈自尹中西医结合展厅在复旦大学图书馆医科馆揭幕。