人物生平
孫元化為一代儒將，其祖父孫抬是明給事中孫浚的後裔，居江東高橋鎮(今上海浦東)，有子3人。父親孫繼統，致力於詩作，不願為官，後遷居嘉定。明神宗萬曆九年(1581)，孫元化出生在嘉定縣高橋何家弄，後遷居嘉定縣城。他“天資異敏，好奇略”，(光緒《嘉定縣誌·人物》)曾到上海縣徐光啟學館受業。(程嘉燧《壽懷西徐翁序》)明萬曆四十年（1612）舉人，從徐光啟學習火器和數學，只因熱心西學，未能考中進士，遂放棄科舉功名，潛心研究西學。
孫元化因恩師徐光啟接觸到西洋教士和西學。在徐光啟入教後，他確認天主教能“補益王化，左右儒術，救正佛法”後，於天啟元年(1621)在北京受洗入教，即邀請洋教士到家鄉嘉定開教，遂使嘉定成為中國天主教活動中心之一。
天啟二年（1622），遼省防務吃緊，孫元化向朝廷條呈《備京》、《防邊》兩策，受到朝廷的重視。兵部尚書孫承宗出任薊遼經略，用孫元化築台制炮主張，築寧遠城，孫主其事。(《明史·孫承宗傳》)後經侯震暘保薦從軍遼東，協同袁崇煥駐守寧遠，對袁崇煥等幫助極大，袁崇煥譽為“識慧兩精”。次年，孫助袁崇煥守寧遠，天啟六年，努爾哈赤率6萬大軍號稱20萬猛攻寧遠，明軍城頭共布置有11門大炮，威力驚人，努爾哈赤身受重傷，七個月後病死，史稱“寧遠大捷”。事實證明築台制炮是抗金最佳方略。
由於奸人魏忠賢專權，袁崇煥被迫引退，孫元化也被罷官回鄉。
崇禎元年（1628），崇禎接位，誅殺魏忠賢，袁崇煥復出，點名要孫元化襄贊遼省軍務。第二年，金兵直犯北京，多疑的崇禎中了皇太極的反間計，冤殺袁崇煥。孫元化在關內關外隔絕的困境中，團結將士，藉助西洋大炮，駐防的八城、二十四堡屹立不動(光緒《嘉定縣誌·人物》)。
孫元化力主以廣寧為抗金前沿陣地，逐步向前推進。明廷未採納其正確主張。崇禎三年一月，孫元化隨孫承宗鎮守山海關，三月加山東按察副使，五月兵部尚書梁廷棟破格薦用孫元化升登、萊二州巡撫。孫元化在登州網羅西學英才，大膽募用西士，組建一支有27名歐人的外籍軍團，使登州成為“東陲之西學堡壘”(方豪《中西交通史》)。後袁崇煥殺毛文龍，皮島舊將譁變，登萊巡撫孫元化接收了皮島的叛將孔有德、耿仲明、李九成等人。孔有德被任命為騎兵參將，耿仲明則被派往登州要塞。
崇禎四年（1631）八月，皇太極率清兵攻大凌河（今遼寧錦縣），祖大壽圍於城內，糧盡援絕。孫元化奉命派兵赴援。孫元化撫登時，遼人避戰亂居山東者十萬餘人，孫認為遼人可用，重用了一批遼將，今要赴援遼省，急令孔有德以八百騎趕赴前線增援。然登州遼東兵與山東兵素不和，孔有德抵達吳橋時，因遇大雨春雪，部隊給養不足，士兵搶劫譁變。孔有德受毛文龍舊部李九成之子李應元的煽動，在吳橋發動叛亂，史稱“吳橋兵變”。後孔有德倒戈殺回山東半島，連陷臨邑、陵縣、商河、青城諸城，率兵直趨登州。孫元化急令張燾率遼兵守登州城外，與總兵官張可大發兵抗擊，兩路成合擊之勢。然張燾與孔有德舊識，張燾的兵卒隨即投入孔有德行列，而張可大部大敗。與孔有德是舊交的登州中軍耿仲明、陳光福等，舉火開門回響，崇禎五年（1632）一月登州失陷。總兵張可大自殺，孫元化戰敗自刎未遂，為叛軍所俘。囹圄中的孫元化對孔有德等叛將曉以利害，明以大義，孔有德回心轉意，請求招安。朝廷也同意孫元化帶罪招撫，但巡按王道純藏匿了詔書，叛軍長時間求招安不得，復亂。孫元化又說服叛軍，讓他回朝陳明真相。孫元化返京之際，王道純襲擊叛軍，亂事擴大。兵變發生後，朝中多言孫元化已反。三月孫元化、余大成等人被逮至京師鎮撫司，為政敵余應桂、李夢辰、路振飛所陷害，獄中曾遭嚴刑。至此，孫元化有口難辯，被崇禎以禍亂之首判處死罪。首輔周延儒欲免元化死罪，求救於徐光啟，終無法挽回。（《明史》卷248）最後余大成、宋光蘭、王征等遣戍充軍，崇禎五年七月二十三日（1632年9月7日），孫元化與張燾同被處死。孫元化在北京西市斬首，年僅51歲。
他的冤死一事，被其子孫和斗寫進了《國恤家冤錄》一書。遺體被兒子和部下迎葬於嘉定南門外的荒圩中，墳前立有一方石碑，上書“僉都御史孫元化墓”。（宋伯胤《孫元化著述略述》）湯若望曾在孫元化死前喬裝成送炭工入獄探望，為其最後告解。 孫元化是天主教徒，聖名依納爵（Ignacio），一生重視西方科學，為西洋火炮專家，孫元化之死，代表西方軍事專家派淡出明朝軍隊。他有三個兒子：孫和鼎、孫和斗、孫和京。孫和斗，屢次謝絕父親部屬的舉薦，不願為官，潛心整理父親的文稿，編成《水一方人集》。
孫元化短短一生，有兩事影響歷史。一以炮術報效國家，近則有功遼防，遠則有利西學傳播。二開教嘉定。兩事均與教士東來、西學東漸相關。
任務貢獻
傳播天主教
孫元化在恩師、明代早期的基督徒徐光啟的影響下，愛教愛西學，與教士結下深厚情誼。萬曆四十四年（1616）“南京教案”發生，驅逐教士。孫元化像徐光啟一樣保護教士，讓教士畢方濟、費奇規到他嘉定家中避難。1621年，孫元化41歲，在北京入教。《利瑪竇中國札記》讚揚這是徐光啟努力的結果，說徐使孫成為“虔誠”的教徒。徐光啟第12世裔徐宗澤神父《中國天主教傳教史概論》記：“嘉定孫元化是徐文定公（即徐光啟）的門人，由徐公被化。”對入教時的孫元化，教會著作或說“尚未中舉”（《中國天主教史人物傳·孫元化》，或說“嘉定進士孫元化”信教（費賴之《入華耶穌會士列傳·郭居靜》），均誤。前者所據《明史》本傳，失實，後說是臆斷。據1992年《嘉定縣誌》卷35，孫中舉在萬曆四十年（1612）。後來，孫三考進士未中。同書卷25《明清進士題名錄》也無孫名。
孫元化信教後，即赴杭州教友楊廷筠家中，邀請洋教士到家鄉嘉定傳教，於是有教士曾德昭、郭居靜赴嘉定開教之事。關於嘉定開教的時間，諸書記載不一，有四說。
1992年《嘉定縣誌·總述·大事記》：“天啟元年（1621），本縣舉人孫元化邀意籍傳教士曾德昭、郭居靜來嘉傳教，並捐資在城區拱四圖建教堂。嘉定始有天主教。”方豪《中國天主教史人物傳》記同。
徐宗澤《中國天主教傳教史概論》作1622年。不過，又記1621年嘉定有教友60人，1622年又增加70人，1623年400人，與1622年開教說牴牾。
費賴之《入華耶穌會士列傳·羅如望》：“（如望）被派往江蘇嘉定，曾在此城建築第一教堂，其後不久被迫避難杭州楊廷筠家中。”據此，嘉定開教應在1616年南京教案發生之前。費同書郭居靜傳記：“1620年，（居靜）又辟教區於嘉定。”又有1620年之說。
費氏同書記同事，前後矛盾，又誤孫為進士，記載的準確性大有疑問。方豪、徐宗澤書均記孫入教後“即赴杭州”或“不久南歸”。嘉定開教應在孫信教當年或次年。徐書記1621、1622、1623年嘉定信徒數，言之鑿鑿，嘉定開教應在1621年。
當時信教的名宦邀請教士到家鄉開教，始於徐光啟。1603年，徐光啟在南京受洗。1608年，即邀郭居靜到上海開教。李之藻1611年入教，同年即邀郭居靜到他家鄉杭州開教。孫元化效法師長，入教後即邀教士到家鄉開教。在他之後，瞿式耜、葉向高也邀請教士到家鄉常熟、福建開教。嘉定是我國最早一批設立教堂的府縣。
孫元化為在家鄉傳教，出資在嘉定城區拱四圖建一教堂，名小聖堂，堂址即在孫宅中。孫又在堂側建房舍十餘椽，供曾德昭、郭居靜作居處。（民國《嘉定縣續志·教會》）
由於孫元化的努力，嘉定開教順利，三年後入教人數達400人。曾司鐸寄往西洋的報告書讚美說，嘉定教友男女老幼，無不熱誠，同與彌撒，勤領聖事，樂聽講道，足與歐洲虔誠堂區媲美。（《中國天主教史人物傳·孫元化》）《利瑪竇中國札記》記，“虔誠”的“依納爵”（孫教名）“把很多別的人領入教門，雖然他自己忙於做其他的事情。”
嘉定教堂特別之處是附設學校，學校有園林魚池，地極幽靜，是讀書的最佳處所，後來成為傳教士學習漢語漢字的地方。在此教授、學習漢語的傳教士有三人留下姓名，他們是教授漢語的費奇規，學習漢語的鄧玉函、傅泛際。（《中國天主教史·人物傳》）
嘉定在中國天主教中的地位很重要，“西士等以嘉定立為總堂，為（教士常年）駐足之所”。（聖教雜誌社編《天主教傳入中國概況》，見台灣文海出版社《近代中國史料叢刊·第五十六輯》）當時，上海教友雖多，但教士一二年才一至，地位比不上嘉定。
嘉定還因為天啟八年（1628）中國天主教界在此召開一次重要的教務會議而大大出名。當時，在華傳教士對造物主的中文譯名一直沿用傳教奠基人利瑪竇的譯法，稱“天”、“天主”、“上帝”。這是我國儒家經典對萬物主宰的敬稱。利瑪竇把中國“天”的觀念說成是天主教中的“造物主”，把天主教宣傳的敬天愛人與孔子“仁”的學說相比附，藉助譯名提出“耶儒合流論”，大大縮短了中國士大夫同洋教的距離，有利於天主教的傳播。“天”、“天主”、“上帝”的譯名遂為中國人接受。利氏死後，繼任管理中國教務的龍華民反對利氏譯名，主張一律採用拉丁文譯音，不顧眾多傳教士和中國奉教士大夫徐光啟等人的反對，於1628年在嘉定召集會議，討論譯名問題。這就是西方教史中所稱的“嘉定會議”。會議還討論中國教民祭祖祭孔是否有悖教規。出席嘉定會議的教士人數，記載有小別，台灣輔仁大學校長羅光《教廷與中國使節史》記9人或10人。方豪《中國天主教史人物傳·楊廷筠》作11人。1992年《嘉定縣誌·宗教·天主教》不載人數，記有與會的8名教士姓名：金尼閣、艾儒略、高一志、畢方濟、曾德昭、費奇觀（應作規）、龍華民。康志傑《明末嘉定天主教開教考述》（見《嘉定文化研究》）記出席會議的11名教士的全部姓名，除上述8人外，其餘人是天主教視察員李瑪諾及陽瑪諾、黎勃勞。我國奉教名宦徐光啟、李之藻、楊廷筠、孫元化等列席了會議。討論結果，華人教民祭祖祭孔沿襲利瑪竇舊規，因為利氏認為這是中國人敬祖尊師，並非宗教偶像崇拜。對譯名採納龍氏意見，以後耶穌會不許用“天”、“上帝”稱呼造物主。龍華民對此決議並不滿意，認為“天主”的譯名也應禁用，1631年著文重新挑起教內關於譯名的爭論。1633年再次集會，會議否定龍華民意見，保守利氏傳統。“耶穌會士對於譯名之爭，到此告一結束。耶穌會中國區區長且下令焚毀龍華民所寫的辯論文字，以絕禍根。”（《教廷與中國使節史》）
通過嘉定會議及其前前後後的辯論活動，尊重中國文化傳統，契合西方天主教與中國儒家學說，以學術輔傳教的利瑪竇傳教方針得到重新確認，是中國教民所歡迎的。這是晚明至清初天主教大行於中國的重要原因，也是明末清初西學東漸掀高潮的重要原因。
嘉定會議前後，孫元化嘉定居宅樂在堂成為在華耶穌會重要活動場所，嘉定天主教會可望有一個美好前景。可是，1632年孫元化冤死，蒸蒸日上的嘉定教務衰落了。可以這樣說，明代嘉定天主教因孫元化而開而盛，也因孫死而衰落。不過，由於孫元化開創性貢獻，嘉定天主教會已紮下根基，在孫元化之後，“餘音裊裊，不絕如縷。”至清康熙年間，華籍教士吳歷能使嘉定天主教復興，得益於孫元化的流澤余芳。
西洋炮學先驅
新航路開闢後，西方殖民強盜以炮艦橫行東方。嘉靖初，明將汪鋐就奏稱：“自古兵器未有出其（指火炮）右者，用之御虜守城，最為便利，請頒其式於各地，製造御虜。”（《殊域周咨錄》卷9）嘉靖間（1522~1566），明朝造過洋炮，但未重視。到隆慶時（1567~1572），戚繼光已嘆西炮鑄造法失傳。
利瑪竇等來華傳教，也傳進了西方科技，包括大炮。徐光啟、李之藻等一批有識之士最早接受西學，對炮術尤為重視，認為這才是經世致用之學，禦敵強國之本，向朝廷建議購西炮，募西兵，抵禦後金。（《徐文定公集》卷3，李之藻《為制勝務須西銃乞敕速取疏》）又提出全新的軍事方略：“建敵台以護銃（炮），以銃護城，以城護民，萬全之策，莫過於此。”（沈國元《兩朝從信錄》卷6）由於朝中保守人士反對，明廷兩次購炮才得14門，招西兵則半途而廢。（《崇禎長編》卷34、35）
徐光啟為國籌劃，難盡心愿，是他的學生孫元化把他的築台制炮的方略付諸實施，並一度使遼東防務出現大的轉機。
孫元化是明末最出色的火炮專家，“所善西洋炮法，蓋得之徐光啟雲。”（《明史》卷248）他還著有我國第一部炮學專著《西洋神機》。他一生以炮術報效國家，1621年條呈《備京》、《防邊》二策，向遼省經略王在晉獻策“築台制炮”，與恩師徐光啟主張一脈相承，可惜王在晉不用。1622年，孫承宗經略薊遼，“築台制炮，一如元化言。”（同上）孫元化的才能得以施展，參與寧遠城的構建與防守。1626年，清太祖努爾哈赤攻寧遠，被西洋巨炮擊傷而亡。這就是有名的寧遠之捷，崇禎帝敕封那門大炮為“安邊靖虜鎮國大將軍”。明朝將領遂對洋炮刮目相看。（《瞿忠宣公集》卷2，《講求火器疏》）事實證明已築台制炮是對付金兵最佳方略。袁崇煥說：“（我）兵不利野戰，祗有憑堅城用大炮一策。”（《明史·袁崇煥傳》）
1629年，金兵繞道遼省進攻京師，關內關外隔絕半年。孫元化在困境中守撫寧，救開平，復建昌、灤州、永平、遵化，所向皆捷。他駐防的八城、二十四堡屹然不動，很重要的原因是發揮了西洋火炮的威力。（光緒《嘉定縣誌·人物誌·孫元化》）傳教士衛匡國《韃靼戰紀》還述及孫與葡兵共守遼東事。
孫元化也鑄造過大炮。早在崇禎二年（1622），明廷就命孫元化仿製西洋大炮。次年三月炮成，朝廷封巨炮為“安國全軍平遼靖虜將軍”，遣官致祭。（方豪《中西交通史》）孫悉心遼省防務多年，鑄造過多少大炮，惜無記載。
崇禎三年（1630），皮島劉興治倡亂，徐光啟薦舉孫元化平叛，上疏說：“速召孫元化、王徵於登州。”還建議募用洋兵，說：“西洋統領公孫的等，宜差官星夜伴送前來。”說他所率25名炮手“可成一營”。又說中西“兵各異習，將各異心，其間經營聯絡，劑量分配，齊眾若一者，非孫元化不可也。”（《徐光啟集》卷6，崇禎四年十月二十一日《欽奉明旨敷陳愚見疏》）徐還推薦“熟諳西器”的郭士奇，“為孫元化贊畫，分理經營，成效必速。”（同上，崇禎四年十月二十五日《開送兵部》八條）從中看出，徐光啟是多么信賴孫元化，相信他熟諳西學炮術，必成大事，同時看出徐光啟、孫元化對西學西士的全新眼光。
這年，孫元化受命為登萊巡撫。其時，徐光啟籌劃招募西兵300，正在赴京途中，由於給事中盧兆龍反對而被遣回澳門。孫元化上疏與盧辯論，並請調西兵至登州。（《崇禎長編》卷43）結果有25名葡萄牙炮手到孫元化麾下服務，其中有統領公沙的西勞和翻譯陸若漢，這應是崇禎四年三月己卯後的事，因為陸若漢完成遣送應募的西兵回澳門任務，回到北京，於此日上《差竣復命疏》。（同上卷44）
在登撫孫元化的努力下，我國一批懂西學炮術的專家雲集登州，其中有《遠西奇器圖說》作者王徵，任山東按察司僉事，監遼海軍務。還有《西洋火攻圖說》作者張濤，任中軍副將，登萊副總兵。方豪《中西交通史》記，葡人“陸若漢、公沙的西勞諸人參孫元化幕”，“中國士大夫之信西學者，亦多投孫元化。”因此，登萊巡撫孫元化的駐節地登州成為“東陲之西學堡壘”。
孫元化任登撫在崇禎三年六月劉興治作亂之後，至五年正月登州被叛軍孔有德攻占，期間不足一年半，就在登州創建一支可觀的西炮兵團，毛荊石《平叛記》卷上記：“賊破登州，是時尚有紅夷火炮二十餘位，西洋炮三百餘位。”這么多炮不可能是進口的，因為據史籍記載，明廷派人到澳門購炮只有兩次，1621年購4門，1629年10門，均用於北京、遼省防務，登州之炮應是孫元化研製的。崇禎四年（1631）八月十九日，孫元化給兵部的報告說，當年四月十五日有造銃（炮）匠、放銃師53員到達登州。（《明清史料》乙編第一本，崇禎四年八月兵部《題行稿薄》）登州成為當時研製火炮的中心。
孫元化苦心經營，鑄造新式火炮，前程本是無量的，或許還會對中國歷史產生大的影響，無奈吳橋兵變，登州失守，一切努力，付諸東流。
登州失守，西炮落到孔有德叛軍手中，用來攻打萊州。《平叛記》記，崇禎五年（1632）二月十二日，“賊駕牛車運（登州）紅夷大炮七八位入營，每位用牛四頭，皆重二三千斤也。”大炮轟城，城牆多頹圮，山東巡撫徐從治中炮身亡，足見炮的威力很大。（《明史》卷248《徐從治傳》、卷276《朱大典傳》）
崇禎六年（1633）二月，明軍收復登州，孫有德、耿仲明從海路逃走，投降後金，一定攜西炮以博取新主歡心。孫元化造大炮抗金，結果卻成後金向明攻擊的利器。
明朝，一般人對西洋人都有戒心，對“躍馬持刀，彎弓挾矢於帝都”的西兵更是疑懼，甚至敵意。其實，用西炮募西兵，並非壞事，寧遠之役西炮的作用是有目共睹的。西炮的引進還有深遠的意義，因為“它將使整個作戰方法發生變革”。（恩格斯《反杜林論》）只可嘆徐光啟、孫元化之後，我國再也無人對西學西炮作深入研究，錯失奮起趕上西方的第一次機遇。
國人對西人西兵的疑懼並沒有根據，歷史卻留下中國人與西人合作的範例，徐光啟與利瑪竇合譯《幾何原本》，孫元化在傳教士幫助下著《西洋神機》，都是明證。西兵為我所用也有實例，孫元化麾下27名西兵助守登州，都恪盡職守，其中12人陣亡，包括統領公沙的西勞，受傷脫險的15人，沒有一人降敵。崇禎五年（1632）四月，兵部尚書熊明遇上疏為公沙的西勞等15人請恤，是對西兵客觀公正的評價。（《崇禎長編》卷58）
費賴之《入華耶酥會士列傳·陸若漢》記登州之役，西士幸逃性命者，僅陸若漢與其他葡籍3人。方豪《中西交通史》認為，此記“與熊明遇疏不合，疑熊疏為得其實，而若漢之為明廷重視，優禮南還，則與教中記述固無出入也。”
僱傭軍是國外政治舞台活躍的一支力量，我國明清兩朝只有孫元化麾下一支。中國人從來是疑洋人，畏洋人，孫元化卻信洋人，用洋人，洋人也樂為所用，矢志效忠，死而後已，足見孫元化的眼光、膽識和才幹。
孫元化任登萊巡撫時，還做了件有利於西學西炮傳播的大善事，值得一述。崇禎三年七月，朝鮮使臣鄭斗源一行39人，由海路經登州去北京，於次年六月由原路返國。鄭斗源在登州時，與葡人翻譯陸若漢酬酢往返，有所投贈，陸贈鄭千里鏡、西炮、自鳴鐘等西器，鄭進獻給本國國君仁祖，並答奏仁祖，說西國將士樂為孫元化效力，又稱孫“清儉疏雅，雖威武不足，可謂東門得人矣。”還稱陸若漢“似是得道之人”。（朝鮮《李朝實錄·仁祖大王實錄》卷23、24；《崇禎長編》卷39，三年十月辛酉條）朝鮮還保存《西洋國陸若漢答李榮後書》，李榮後是使臣鄭斗源的譯官。陸在信中說：“敝國之人喜遠遊，得至明國，向蒙隆遇，獻以火器，少盡報效之忱，來到東牟（登州），幸逢賢達，聊以所譯書籍奉覽，詎意鑑賞若是耶！”從朝鮮人士記載可知，孫元化崇尚西學，禮待西士，人品極佳，與西人相處極好。
明代，西方傳教士來華，除傳播福音外，客觀上還充任文化使者的職能，西學傳華出現第一次高潮。這與被稱為明代天主教三柱石的徐光啟、李之藻、楊廷筠和孫元化等人密切相關。1632年，孫元化被殺，同時遇害的還有教友、西炮專家張濤，另一專家王徵被罷官流放。方豪嘆息：登州這座“東陲之西學堡壘於焉解體矣”。（《中西交通史》）不久，徐光啟、李之藻、楊廷筠去世，西學的傳播和天主教教務嚴重受挫，以西炮為例，再也無人通曉。當時人已感受到這一點，留下十分惋惜的記錄。明末，瞿式耜《講求火器疏》說：
臣考萬曆四十七年奉旨訓練、遣使購求而得西洋所進大炮四門者，今禮部右待郎徐光啟也；天啟元年建議征廣東，取得紅夷火炮二十三門者，南京太卜寺少卿今丁憂闕李之藻也；深明台銃事宜，贊畫關門建台置統者，今起升兵部武選司員外郎孫元化也。天啟六年七月，寧遠守城，殲敵一萬七千餘人，後敕封為“安邊靖虜鎮國大將軍”者，此正西洋所進四位中之第二位也，卻敵固圉，明效已見，乃邇來東面騷動而絕無講及於此者，則以用器之人不在故也。（《瞿忠宣公集》卷2）
著述作品
孫元化“絕世聰明，於古今遠近之書無不讀”（《中國天主教史人物傳·孫元化》），成為學貫中西的大學者，尤以西學見長，著作甚豐，大多與西學有關，今分類考訂如下：
國學類
①《周禮類編》四卷
光緒《嘉定縣誌·藝文志·經部》存目，並有陸元輔對此書的贊語，說《周禮》儀禮三百篇，經本書類編後，明白易曉。
②《三古姓系匯譜》三十卷
光緒《嘉定縣誌·藝文志·子部》存目，有錢東垣跋。
③《離騷解》
光緒《嘉定縣誌·藝文志·集部》存目。
西洋算學類
①《幾何用法》一卷
萬曆三十四年（1606），徐光啟與利瑪竇合譯《幾何原本》，孫元化隨徐“於每日三四時到利寓所”，參與其事（裴化行《利瑪竇傳》），對幾何學有獨到的見解。萬曆三十六年（1608），徐光啟《幾何原本》問世，孫元化則著有《幾何用法》一卷，《寶山縣誌·藝文志》存目。豐順氏《持靜齋書目·子部·天文算學類》收此書。上海東方圖書館藏有孫元化《幾何用法》抄本一冊，凡48頁，前有自序：
子先師受幾何於利西泰，自丙年（萬曆34年，1606年）始也。……戊申（萬曆36年，1608年），纂輯《用法》，別為一編，以便類考。……十餘年無有問者，稍示究心，則借鈔《用法》止矣。……庚申（泰昌元年，1620年），武水錢御冰先生忘年勢而下詢，當暑孜孜，似欲為此書拂塵蠹者，而余檢篋中原草，已烏有。聊復追而志之……竟不能盡憶，尚冀異日者，幸遇友人鈔本借從補之。
從序言可知，東方館藏本不是孫的原稿，也不是原稿的傳抄本，而是作者1620年應人之需，回憶重編的一個節本。
②《幾何體論》一卷
豐順丁氏《持靜齋書目·子部·天文算學類》收此書，卷後有“慶余心齋”諸印，並有題記：“道光己酉（1849）春，烏程慶余校讀一過。”又有“慶余疇人子弟”諸印。方豪《中國天主教史人物傳·孫元化》認為，“兩本書是曾經同一個人收藏的。”
③《泰西算要》
曾遠榮《中國算學書目彙編增補》存目，編號10.20。1992年《嘉定縣誌·傳略·孫元化》作《太西算要》。是書有自序，記萬曆34年初涉西法幾何，“因旁及曆法、算術諸書，蓋入門而趾不自持也”，既而“手輯歷算種種”。後被人借抄久失。萬曆48年（1620），孫“檢最難憶者亟先之，窮兩日夜，首得算法”，並“增加倍計法”一節。天啟5年（1625），又增補而成此書。像《幾何用法》一樣，此書是對失傳著作的一個追憶節本。
④《西學雜著》二卷
光緒《嘉定縣誌·藝文志·子部》存目，記此“亦為闡明算法之書”。
孫元化對幾何學造詣極深，徐光啟撰《勾股義》，得他之力，刪定“正法十五條”。徐在此書《序》中說得很清楚：
門人孫初陽（孫元化字）氏刪為正法十五條，稍簡明矣。余因各為論撰其義，使夫精於數學者攬圖誦說，庶或為之解頤。
西洋炮學著作
孫元化①《西法神機》二卷光緒《嘉定縣誌·藝文志·子部》存目，且附有簡要說明：“首論鑄炮，首論製藥，後論命中之由，並繪圖式，是書得之西人，大要根於算法。”1992年《嘉定縣誌·傳略·孫元化》記他“學習西方技術，精通火器，著有《神機法要》，介紹大炮的製法和用法等。”此《神機法要》當即光緒縣誌中的《西法神機》，書名當以前志為是。
②《經武全書》十卷
光緒《嘉定縣誌·藝文志·子部》存目。
《西法神機》、《經武全書》是我國最早介紹西洋火器、戰術的軍事著作，可惜未能引起朝廷重視，依法研製火炮，朝廷還冤殺這位絕無僅有的西學英才。孫後，再也無人懂炮學，更不用說著書立說了。清康熙帝要造炮，還得仰仗洋人。幫助康熙造炮的傳教士南懷仁著造炮書《神武圖說》，比孫元化晚四、五十年。
備邊抗金著作
①《遼言》
孫元化襄贊遼省軍務，出任登萊巡撫，為遼事籌劃奔走，所著《遼言》是這一時期的奏疏、公文的彙編，《寶山縣誌·藝文志》存目。孫元化與王徵論交始末一文記“《遼稿》一冊，附西鐸為問，他無言也。”所記《遼稿》當即《寶山縣誌》所載《遼言》，書稿徵詢過西洋教士意見，西鐸“無言”，當持相似看法。
②《水一方人集》十四卷
光緒《嘉定縣誌·藝文志·史部》存目，錄有徐時勉作的序言，言及成書原委。說元化“歿後，子和鼎、和斗蒐集散逸（文字），發明當日成敗利鈍，朝臣邊臣掣肘誤國之故，於遼事獨詳，而公之竭志畢命於遼事者，赤若燭照。”所收“皆奏疏、書啟、公文，所言皆軍政邊情。”因孫元化別號“水一方人”，所以其文集作《水一方人集》，後人稱此書為《孫中丞集》或《孫中丞遺集》，可惜已佚失。
方豪《中西交通史》記，《水一方人集》有黃汝成序，說“所存者贊遼稿略，寧遠及扶登奏講數冊而已。”說是據《嘉定縣誌·藝文志·史類》。查光緒《嘉定縣誌·藝文志·史類》，只記徐時勉序，而無黃汝成序，錄此存疑，待考。
③奏疏
天啟二年（1622），孫元化上《備京》、《防邊》二策，受到同縣人吏科給事中侯震暘和樞臣孫承宗的賞識，侯薦舉孫元化，孫承宗要他襄贊軍務。二策是孫元化成名之作。
孫元化主張“富國必從正本，強國必以正兵”。所以，他曾上疏請求固本，加強農業。又上書解救副都御史楊漣，楊因彈劾魏忠賢24大罪狀而下獄，孫因此獲罪，而被罷官。他關心國政民瘼，忠直無畏，由此可知。
崇禎初年，思宗誅魏忠賢，朝政一新，孫元化復出，即上奏兵政十二事。（光緒《嘉定縣誌·人物誌》）
崇禎三年，孫元化上疏建言官軍進駐廣寧為根據地，漸次推進，恢復遼省，可惜未被朝廷採納。（同上）
同年，禮科給事中盧兆龍上疏反對徐光啟招募西兵、北上抗金的主張，孫元化支持徐光啟，上疏力爭，並請調西兵至登州。四年二月，盧又彈劾孫元化。孫疏文已不可得，其要旨可從盧奏疏中知之。（《崇禎長編》卷43）
其他文章
孫元化有一篇與王徵論交誼的小文留傳下來。崇禎五年，孫元化被打入死牢，受刑前數日，幕僚王徵到死牢探望，請他在絲帶上題字。此王徵與孫是教友，一樣精通西學西器，又同懷愛民報國之志。孫出任登萊巡撫，王放棄朝廷的高官不做，應孫之邀，到登州共事，結果同遇不幸，孫死刑，王罷官謫戍。孫在死牢見到至交，不勝感慨，乃書交誼始末，最後嘆息：“不意一片痴腸，終成大夢，潦倒詔獄，臥廢已死。”此文寫得情真意切，感人肺腑，得以流傳。杜文凱《清代西人見聞錄》收錄此文，上海圖書館古籍部有杜書。方豪曾為此文注釋，發表在《真理雜誌》一卷二期。
孫元化還為傳教士高一志《則聖十篇》作序。據方豪《中國天主教史人物傳》，知《則聖十篇》是部宣傳教義的書，天啟六年（1626）後刻於福州，確年不詳。
來華義大利傳教士畢方濟著《睡答》、《畫答》，亦稱《睡畫二答》，上海徐家匯藏書樓藏本署：“西海畢方濟著，雲間孫元化訂。”此書經孫元化編訂，出版刻於崇禎二年（1629）。（《中國天主教史人物傳·畢方濟》）
籍貫考究
研究孫元化生平，其籍貫不可不辯，因為諸家說法不一，共有四說。一作嘉定人（《明史》），一作雲間（松江）人（《睡答》、《畫答》），一作寶山人（《中國天主教史人物傳》），一作川沙人（《嘉定古今·民族英雄孫元化》）。之所以眾說紛紜，是因為孫的出生地高橋鎮歷史上曾屬嘉定、寶山、上海、川沙縣。因為上海縣屬松江府，上海縣人孫元化自然就是松江（雲間）人了。歷史上高橋屬縣一變，孫元化籍貫也一變。照此說法，今高橋屬上海浦東新區，孫元化籍貫應改作上海市浦東新區。雖說這些說法並非毫無道理，只是讀者難明其中原委，會引起疑問。史家撰史，應尊重歷史，歷史人物的籍貫只能以其出生地當時的屬縣來定，孫元化籍貫應依《明史》，作嘉定人。
人物評價
孫元化“從軍遼東，經營登萊，汰冗兵，省遼餉，安撫流民，雇用西士，勤勤懇懇，竟圖恢復大業”，（宋伯胤《孫元化著述略述》）無奈偶一失慎，為人所誤，致生兵變，招撫不成，登州失守，過錯不輕。崇禎若是知人愛才，眼光遠大應聽從輔臣周延儒、徐光啟意見，免他一死，讓他帶罪任事，發揮一技之長，近則有利遼東防務，遠則將開創西學東傳新局面。無奈崇禎眼光短淺，殺害英才，鑄成大錯。俗話說：“千軍易得，一將難求。”對於絕無僅有的專門人才、國寶級人物，是不是可以說：“十將可得，一家難求呢？”尊重知識，尊重人才，特別是尊重愛護科技英才，關係到國家盛衰，殺孫元化留給後人的教訓，實在是太深刻了！
