Król pasjonował się też geografią. Był honorowym członkiem oraz protektorem pierwszego w historii stowarzyszenia geograficznego, włoskiej Akademii Argonautów (wł. Accademia cosmografica degli argonauti) założonej w 1684 roku przez franciszkanina Vincenza Coronelli. Kolekcjonował książki o tematyce geograficznej, widoki miast oraz mapy, których posiadał pokaźną kolekcję.
Sobieski miał bardzo wszechstronne zainteresowania naukowe. Interesował się szczególnie matematyką, astronomią, architekturą oraz inżynierią. Utrzymywał kontakty z wybitnymi osobistościami świata nauki. Korespondował z uznanymi uczonymi m.in. z Gottfriedem LeibnizemLeszek Podhorodecki, „Sobiescy herbu Janina”, Ludowa Spółdzielnia Wydawnicza, Warszawa 1984.. Osobiście znał polskich uczonych takich jak Tytus Liwiusz Burattini, Stanisław Solski oraz słynny gdański astronom Jan Heweliusz, któremu Sobieski asystował podczas pracy i obserwacji gwiazd. W 1668 roku zamówił u niego zestaw instrumentów obserwacyjnych: globus niebieski i ziemski, mikroskop, dwie lunety i polemoskop, które Heweliusz dla niego osobiście wykonał.