Sachverhalt:
A. Der 1959 geborene R._, bis Frühjahr 2001 als Werkstattmitarbeiter tätig gewesen, leidet an einem chronischen Schmerzsyndrom im Bereich des Beckengürtels und des rechten Beins, an Nacken- und Kopfschmerzen sowie an Störungen depressiver Art. Am 4. März 2002 meldete er sich bei der Invalidenversicherung zum Leistungsbezug an. Das Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich hiess die gegen einen leistungsablehnenden Einspracheentscheid vom 4. September 2003 eingereichte Beschwerde in dem Sinne gut, als es die IV-Stelle des Kantons Zürich verpflichtete, die Sache vorab in neuropsychologischer Hinsicht näher abklären zu lassen (Entscheid vom 29. September 2004). Die Verwaltung holte eine (am 7. Dezember 2006 erstattete) Expertise des Abklärungszentrums X._ ein und gab dem Rentenbegehren gestützt auf die ergänzten Akten erneut nicht statt (Verfügung vom 6. März 2008).
B. Das Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich wies die dagegen erhobene Beschwerde ab (Entscheid vom 9. Juli 2008).
C. R._ lässt Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten führen mit dem Antrag, es sei ihm, nach Aufhebung des vorinstanzlichen Entscheids und der strittigen Verfügung, eine ganze Invalidenrente zuzusprechen; eventuell sei die Sache an die Vorinstanz zurückzuweisen "mit der Massgabe, dass im kantonalen Verfahren in einem ergänzenden psychiatrischen Gutachten die Frage schlüssig zu beantworten sei, ob dem Beschwerdeführer eine Überwindung seiner Schmerzen und ein Umgang mit seinen Erkrankungen zumutbar sei, so dass er arbeiten könnte".
Erwägungen:
1. 1.1 Streitig ist, ob der Beschwerdeführer Anspruch auf eine Rente der Invalidenversicherung hat. Das kantonale Gericht hat die zur Beurteilung des Leistungsanspruchs einschlägigen Rechtsgrundlagen zutreffend dargelegt. Darauf wird verwiesen.
1.2 Der Beurteilung von Beschwerden in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten (Art. 82 ff. BGG) liegt der Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (Art. 105 Abs. 1 BGG). Diesen kann das Bundesgericht von Amtes wegen berichtigen oder ergänzen, wenn er offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 BGG beruht (Art. 105 Abs. 2 BGG; vgl. auch Art. 97 Abs. 1 BGG; ohne Beschwerden gemäss Art. 97 Abs. 2 BGG und Art. 105 Abs. 3 BGG).
Mit Blick auf diese Kognitionsregelung ist zu prüfen, ob der angefochtene Gerichtsentscheid in der Anwendung der massgeblichen materiell- und beweisrechtlichen Grundlagen Bundesrecht verletzt (Art. 95 lit. a BGG), einschliesslich einer allfälligen rechtsfehlerhaften Tatsachenfeststellung (Art. 97 Abs. 1, Art. 105 Abs. 2 BGG). Zu den Rechtsverletzungen im Sinne von Art. 95 lit. a BGG gehört auch die unvollständige Feststellung der rechtserheblichen Tatsachen (Urteil 9C_40/2007 vom 31. Juli 2007 E. 1; Meyer, in: Basler Kommentar zum Bundesgerichtsgesetz, 2008, N. 25, 36 und 59 zu Art. 105; Seiler, in: Kommentar zum Bundesgerichtsgesetz, 2007, N. 24 zu Art. 97) und die Verletzung des Untersuchungsgrundsatzes als einer wesentlichen Verfahrensvorschrift (Meyer, a.a.O., N. 60 zu Art. 105; Urteil 8C_364/2007 vom 19. November 2007 E. 3.3). Die Frage, ob den von der Rechtsprechung aufgestellten normativen Leitlinien bei einer Begutachtung hinreichend Rechnung getragen wurde, ist ebenfalls frei prüfbare Rechtsfrage (SVR 2007 IV Nr. 49 S. 160 E. 5 [I 1000/06]). Hingegen unterbleibt eine freie Überprüfung des vorinstanzlichen Entscheides in tatsächlicher Hinsicht.
2. 2.1 Der Beschwerdeführer lässt in erster Linie vorbringen, im psychiatrischen Teilgutachten des Abklärungszentrums X._ vom 7. Dezember 2006 werde nicht abschliessend beurteilt, ob es ihm noch zumutbar sei, allfällige Ressourcen zur Überwindung der gesundheitlichen Beeinträchtigungen zu mobilisieren. Damit fehle es an einer nachvollziehbaren Antwort auf die Frage, ob und wie weit er noch über eine Restarbeitsfähigkeit verfüge. Die attestierte vollständige Arbeitsfähigkeit stehe in Widerspruch zu den übrigen gutachtlichen Einschätzungen. Die Expertise sei mithin nicht schlüssig; es bedürfe einer ergänzenden psychiatrischen Begutachtung.
2.2 Das kantonale Gericht erkannte, es sei bezüglich einer behinderungsangepassten, weitgehend sitzend auszuführenden Tätigkeit von vollständiger Arbeitsfähigkeit auszugehen.
2.2.1 Dafür stellte es massgebend auf das polydisziplinäre Gutachten des Abklärungszentrums X._ ab, das auf internistischer, orthopädischer, neurologischer, psychiatrischer und neuropsychologischer Beurteilung beruht. Die Sachverständigen kamen zum Schluss, nach den organischen Befunden sei der Beschwerdeführer in angepasster Tätigkeit vollständig arbeitsfähig. Aus psychiatrischer Sicht sei eine schwerwiegende anhaltende somatoforme Schmerzstörung gegeben "mit deutlich histrionischen Elementen, Aggravationstendenz, Selbstlimitierung, teilweiser Vortäuschung von dementiell anmutender kognitiver Beeinträchtigung mit deutlichem illness behavior" (S. 38). Die depressive Symptomatik sei leichtgradig. Kognitive Defizite seien nicht nachweisbar. Zusammengefasst übertreibe der Explorand massiv (S. 39). Allerdings stelle sich die Frage, ob er nicht "Gefangener seiner Übertreibung" geworden sei, nicht mehr aus seiner Verhaltensstörung finde und aufgrund dessen keinem Arbeitgeber mehr zumutbar sei. Die Verhaltensstörung stehe den grundsätzlich zumutbaren Anstrengungen entgegen, sich in einer angepassten (sitzenden) Tätigkeit zu etablieren. Der Gesundheitszustand habe sich seit 2005 massiv verschlechtert. Nicht abschliessend beantwortet werden könne die Frage, ob es dem Exploranden zumutbar wäre, Ressourcen zu mobilisieren, um sich von seinem Krankheitsverhalten zu distanzieren. Die Prognose sei eher schlecht (S. 40).
2.2.2 Aus der Gesamtheit der gutachtlichen Ausführungen ergibt sich mit hinreichender Klarheit, dass die Sachverständigen zum Schluss gekommen sind, die somatoforme Schmerzstörung habe, auch unter Berücksichtigung weiterer Gesundheitsstörungen, keinen rechtlich erheblichen Einfluss auf die Arbeitsfähigkeit. Die vom Beschwerdeführer zitierten Einschätzungen, der Gesundheitszustand habe sich seit 2005 massiv verschlechtert und es stehe zu vermuten, der Betroffene sei in einer Verhaltensstörung "gefangen", sind damit durchaus vereinbar. Die abwägende Darstellung gegenläufiger Aspekte weist auf eine - den Beweiswert steigernde - dialektisch angelegte Diskussion der zu beurteilenden Fragen hin und begründet keinen inneren Widerspruch in der gutachtlichen Argumentation. In der Schlussfolgerung wird nämlich deutlich, dass die Gutachter "viele psychosoziale und invaliditätsfremde Faktoren" als mitverantwortlich ansehen (S. 40). Es besteht ausreichend Grund zur Annahme, dass für die subjektive Unüberwindbarkeit des Schmerzleidens vorwiegend ein Geschehen verantwortlich zeichnet, welches nicht Komorbidität im Sinne der Rechtsprechung ist. Praxisgemäss gelten die Folgen einer somatoformen Schmerzstörung (und ihr diesbezüglich gleichgestellter Leiden) als mit einer zumutbaren Willensanstrengung überwindbar, es sei denn, eine Begleiterkrankung (Komorbidität) oder andere, näher umschriebene Umstände legten die Annahme nahe, der Wiedereinstieg in den Arbeitsprozess sei unzumutbar, weil die versicherte Person nicht über die für den Umgang mit den Schmerzen notwendigen Ressourcen verfügt (BGE 131 V 49 S. 50 mit Hinweisen). Die erwähnten "invaliditätsfremden" (und als solche nicht versicherten) Elemente stellen zwar derartige Faktoren dar. Da die Vorinstanz die medizinische Expertise indes im Lichte dieser Zumutbarkeitskriterien nicht offensichtlich unrichtig gewürdigt hat, ist auch ihre Schlussfolgerung im Ergebnis nicht bundesrechtswidrig, wonach es dem Beschwerdeführer zuzumuten sei, "die nötige Willensanstrengung aufzubringen und anstelle seiner bisher an den Tag gelegten Selbstlimitierung aktiv zu werden". Die damit verbundene Nichtanerkennung subjektiver Krankheitsüberzeugung und Selbstlimitierung als Arbeitsunfähigkeit trägt dem Umstand Rechnung, dass die erwähnte schlechte gutachtliche Prognose aus dem Blickwinkel eines weiten medizinischen Verständnisses von Gesundheit und Krankheit gestellt wurde. Abweichend hievon müssen nicht versicherte (namentlich soziale) Faktoren bei der Bemessung der rechtserheblichen Arbeitsunfähigkeit ausgeklammert werden, soweit sie nicht als Rahmenbedingungen der Zumutbarkeitsbeurteilung beachtlich sind.
2.2.3 Die im Gutachten zum Ausdruck gebrachte Unsicherheit in der Einschätzung von Vorhandensein und Mobilisierbarkeit arbeitsfähigkeitserheblicher Ressourcen bedeutet nicht, dass der medizinische Sachverhalt aus diesem Grund ergänzungsbedürftig ist. Eine Frage, auf welche die Ärzte unter Beizug des verfügbaren Beurteilungsinstrumentariums und nach dem aktuellen Stand der medizinischen Wissenschaft keine abschliessende Antwort geben können, bleibt offen. Es kann nicht Ziel ergänzender Sachverhaltsklärung sein, spekulative, auf blosser Mutmassung - statt auf ärztlicher Wahrnehmung - beruhende Einschätzungen zu erzwingen. Solche wären denn auch nicht beweiswirksam: Der anspruchserhebliche Sachverhalt muss stets nach dem im Sozialversicherungsrecht üblichen Massstab zumindest mit überwiegender Wahrscheinlichkeit bewiesen sein (BGE 126 V 353 E. 5b S. 360). Sofern, soweit und solange nicht genügend greifbare substantielle Anhaltspunkte bestehen, die nach ärztlicher Erfahrung den - objektivierender Überprüfung zugänglichen - Schluss nahelegen, die Zumutbarkeit einer Verwertung der ansonsten gegebenen funktionellen Leistungsfähigkeit falle dahin, greift die erwähnte Vermutung der Überwindbarkeit Platz (oben E. 2.2.2). Daher ist die vorinstanzliche Feststellung des rechtserheblichen Sachverhalts, wie er im Zeitpunkt des Abschlusses des Verwaltungsverfahrens bestand, zumindest nicht offensichtlich unrichtig; auch die daraus gezogenen rechtlichen Folgerungen verletzen Bundesrecht nicht.
3. Der Beschwerdeführer macht weiter geltend, die kurz vor oder nach Einleitung des kantonalen Beschwerdeverfahrens erhobenen neuen Befunde einer schweren Depression sowie einer schweren koronaren Dreigefässerkrankung mit Hauptstammbeteiligung (Berichte des Departements Innere Medizin am Spital Z._ vom 7. April 2008, der Klinik H._ vom 1. Mai 2008 sowie der Klinik für Kardiologie vom 20. Mai 2008) seien in die Beurteilung des Leistungsanspruchs einzubeziehen. Die nach Abschluss des Verwaltungsverfahrens (Anfang März 2008) erfolgte Entwicklung des Gesundheitszustands, namentlich hinsichtlich neuer Gesundheitsschäden, wird, wie die Vorinstanz ausgeführt hat (E. 4.4), allenfalls Gegenstand eines neuen Verfahrens sein (vgl. BGE 129 V 167 E. 1 S. 169; 121 V 362 E. 1b S. 366). Die nach Auffassung des Versicherten zu erwartende Auswirkung der Herzerkrankung - und der entsprechenden Medikation - auf seinen psychischen Zustand ist, vor allem auch mit Blick auf die Überwindbarkeit der Schmerzproblematik, ebenfalls erst im neuen Verfahren zu beurteilen. Dementsprechend kann der Vorinstanz im Zusammenhang mit der Feststellung des rechtserheblichen Sachverhalts keine Verletzung der freien Beweiswürdigung oder des Untersuchungsgrundsatzes (Art. 61 lit. c ATSG) vorgeworfen werden.
4. Weitere Parameter der Invaliditätsbemessung liegen nicht im Streit (zum Rügeprinzip: BGE 119 V 347 E. 1a S. 349 mit Hinweis). Es bleibt somit bei einem Invaliditätsgrad, aufgrund dessen der Beschwerdeführer keinen Anspruch auf eine Invalidenrente hat.
5. Dem Ausgang des Verfahrens entsprechend trägt der Beschwerdeführer die Gerichtskosten (Art. 66 Abs. 1 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 500.- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Dieses Urteil wird den Parteien, dem Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich, der Caisse AVS de la Fédération patronale vaudoise und dem Bundesamt für Sozialversicherungen schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 28. Oktober 2008
Im Namen der II. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Der Gerichtsschreiber:
Meyer Traub