郭守敬是元朝一位在天文、水利、數(shù)學(xué)等多方面有卓越成就的科學(xué)家。他以畢生的精力從事天文學(xué)的研究和天文儀器的創(chuàng)制，為我國(guó)古代天文科學(xué)的發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn)。他主張通過(guò)測(cè)驗(yàn)來(lái)編制新歷法，請(qǐng)求政府設(shè)監(jiān)侯官(專職測(cè)驗(yàn)人員),分往全國(guó)27個(gè)測(cè)驗(yàn)所，進(jìn)行試驗(yàn)。河南登封觀星臺(tái)，就是迄今仍保存于世的元朝遺址之一。其最北的北海測(cè)驗(yàn)所，據(jù)推算已在北極圈附近。郭守敬為了測(cè)驗(yàn)天象，創(chuàng)造了簡(jiǎn)儀、仰儀、高表、候極儀、玲瓏儀、景符等10多種天文儀器。其中簡(jiǎn)儀造成于1276年，達(dá)到的精密度，在當(dāng)時(shí)是十分先進(jìn)的，比歐洲16世紀(jì)末丹麥天文學(xué)家第谷·布拉赫于1598年發(fā)明的同樣的儀器早300多年。
《授時(shí)歷》是郭守敬于1280年制定的一種新歷法。它是郭守敬根據(jù)自己多次精密測(cè)定的冬至?xí)r刻的結(jié)果，并利用歷史上祖沖之《大明歷》以來(lái)的6次冬至?xí)r刻的觀測(cè)資料，證實(shí)了一年為365.2425日，與地球繞太陽(yáng)的周期實(shí)際只差26秒，同現(xiàn)在世界上公用的陽(yáng)歷(格里哥萊歷)一歲周期相同。格里哥萊歷是1582年制定的，而郭守敬的《授時(shí)歷》比它早了300百年。《授時(shí)歷》推算的黃赤交角同理論值相比，僅差一分多，其精密程度，超過(guò)前代各朝的歷法?！妒跁r(shí)歷》施行了364年，是我國(guó)古代推算最精確和使用最久的歷法。
在水利工程方面，他主持修建了許多渠，最著名的是修復(fù)西夏水利和開鑿惠通河。1262年，郭守敬初見(jiàn)忽必烈時(shí)，就向忽必烈提出了發(fā)展華平原水利事業(yè)的6項(xiàng)建議，得到忽必烈的賞識(shí)。西夏水利是指西夏國(guó)首都興慶府(今寧夏銀川市)一帶黃河兩岸的水利設(shè)施，在郭守敬主持下修復(fù)的灌溉天地9萬(wàn)多頃。惠通河是從大都到通州的運(yùn)糧河。是郭守敬于1292～1293年實(shí)地考察的基礎(chǔ)上支持修建的，它的開通使杭州到大都的大運(yùn)河完全通航，大大便利了南北交通。