沈晓明教授在儿童保健学领域成绩卓著，是中国儿童环境医学、发育与行为儿科学的主要开拓者。他有关儿童铅中毒的研究推动了我国汽油无铅化的进程；他有关新生儿听力筛查的研究使“十聋九哑”成为历史。
他主编全国高等医学院校统一教材《儿科学》（第七版），主编儿科学方面专著8部，发表学术论著300余篇，其中在《Lancet》、《Human Molecular Genetics》、《Journal of Pediatrics》等国际杂志发表的SCI论文70篇。
作为第一完成人主持的研究项目于2000年、2006年和2011年三次获得国家科技进步二等奖，并获2010年教育部科技进步一等奖；
1999年卫生部科技进步二等奖、1998年教育部科技进步三等奖等，并获中国青年科技奖、国家自然科学基金会通用汽车中国科技成就奖、全国留学回国人员成就奖等。
并先后获得上海市“十大杰出青年”、卫生部有突出贡献中青年专家、教育部“跨世纪优秀人才”、全国优秀院长等殊荣：被入选国家人事部“百千万人才工程”，是国务院颁发的政府特殊津贴获得者。
他在国际医学界有一定影响，2005年被巴黎第五大学授予荣誉博士；2007年被授予美国儿科学会荣誉fellow（FAAP）；2010年获美国内布拉斯加大学荣誉博士。
美国当地时间2013年10月21日10时，沈晓明在第43届美国医学科学院年会上，被遴选为美国医学科学院外籍院士。