帕斯卡另一本影响深远的著作，是他死后才出版的《沉思录》（Pens閑s）。这其实是一部未完成著作（为他所认定的宗教信仰所写的“辩护词”）的“草稿”，后世编者根据他的笔记与手稿片断编辑而成，并命名为《沉思录》。
这些短简残篇于1670年由帕斯卡家族编辑整理、PortRoyal修道院出版，首度公开发表后，立即引起广泛回响，尔后陆续有许多不同版本问世，在哲学、神学领域都受到极大敬重。简短的诗句描述了他对信仰的纤细感触，字里行间传达着清晰的理性、深沉的思索、炽热的心灵，连文学界也将它视为瑰宝。文学家伏尔泰称赞这本著作：“这是有史以来最好的一本诗集。”
当初，家人所发现的这堆手稿，充分显露了帕斯卡极特殊的思考与写作方法——他会先在大张纸页上写下一些想法，尽管部分段落行文简略，甚至句子零落、不完整，但也不乏推理论据非常详尽的论述，同时穿插许多平面图、曲线图。写满之后，帕斯卡再将这些大张纸页裁剪成小纸片，按不同主题分类，并在纸片上头穿洞，用一根细绳绑起来，为每一捆手札取一个标题。
在27捆定好标题的手札中，帕斯卡明确标示了排列次序，这些数量约400多则的思想片断，在编辑上没有太大争议。然而，原文手稿中还有30多捆没有标题的纸片，这些思绪片断不仅内容、议题多元，而且非常繁杂零碎。后世编者对这部分内容的取舍与排列上的差异，造成了《沉思录》的不同版本面貌，也影响了世人对帕斯卡思想的不同解读。
本书作者以马内利修女所使用的是Brunschvicg版的《沉思录》，1904年出版（之后陆续有其他增订版问世），按内容主题自行分类，将重点放在帕斯卡关于人类本体、心灵与道德方面的探讨（而非为宗教或信仰辩护层面），并且补充了许多注释，是一般公认最好的版本之一。
总的来说，《沉思录》虽然立意为宗教辩护，洋溢的却是对人类心灵的礼赞与推崇。他说“人是一根会思考的芦苇”；他说“心灵有自己的秩序”，只靠理性并不能寻得生命的真理；他说“尽管我们的不幸举目皆是，但是我们仍然有一种本能与情感是无法压抑的，它把我们高举起来”；他说“一切事物既是因又是果，既依存又独立，既间接又直接，我们都由一条自然而不可思议的链锁紧紧相连那份永恒的关系使我们短暂的生命充满惊奇”。其对心灵的思索，直到今天仍然深深打动人心。
尽管《沉思录》中有大量的神学论述，但帕斯卡同时也是最早严肃质疑上帝存在与否的哲学家之一，他分别从心理学和宗教学来审视生命的基本问题，最后归结为，对上帝的信仰只能是个人的选择，也就是他著名的“赌注”之说，为人与上帝存在的问题提出了革命性的解决之道。
帕斯卡与当时主张唯心论的笛卡尔最大的差异在于，笛卡尔试图以形而上学的理性来证明上帝的存在、论证物质世界的可知性；帕斯卡则看到理性的局限，在无限的宇宙面前，体会到人们的脆弱、痛苦及有限性。他关心宗教的情感深度，认为只有心灵（感情、直观、爱）才能体验到上帝，并找到人的定位。他提出的“直觉”概念，对卢梭（Jean-JacquesRousseau，1712—1778）的浪漫主义、胡塞尔（EdmundHusserl，1859—1938）的现象学、柏格森（HenriBergson，1859—1941）的直觉主义等重要思潮，都产生了深厚影响，带来永恒的贡献。
