有了这些先进的仪器，郭守敬利用当时疆域辽阔的有利条件，在全国范围内开展了实测活动。他在全国各地设立了27个测景所，最北的北海测景所，设在大约北纬64°的地方，已在北极圈附近了。他亲临全国各地，收集科学资料。经过他们大规模的实测，他不仅测定了有关地方的纬度与夏至日昼夜长短，还测定了黄赤交角，这个数字虽然与当时的实际交角尚有极小的误差，但这是科学上的一大进步。我国古代把黄道附近的星分为二十八宿，每一宿用一个星为代表，称为“距星”。两距星间的距离称为“距度”。古代是用距星来测定星辰的，因此测定二十八宿距是非常重要的。经过郭守敬的实测后，距度的误差减少了，精密度提高了一倍。郭守敬还进行了恒星位置的测定工作，对那些还没有定名的星，也作了观测，编制了星表。
至元十八年（1281年），经过郭守敬等人多年辛勤的劳动编制出来的《授时历》正式颁行了。郭守敬根据自己多次精密测定的冬至时刻的结果，并利用历史上从祖冲之《大明历》以来的六次冬至时刻的观测资料，证实了一年为365.2425日，它比地球绕太阳一周的实际时间只差26秒，《授时历》就是采用这一数据的。这在世界的历法史上还是第一次。现在国际上通行的格利哥里历也是采用这一数据的，但格利哥里历比《授时历》晚了整整300年。
至元十六年（1279年）春，在大都东城墙开始兴建大都天文台，郭守敬开始负责仪器与观察，后来担任第二任太史令。天文台分三层，高达七丈，第一层南屋是太史令等天文台负责人的办公室，向东的房间是负责推算的工作人员，向西的房间是负责观测和计时的工作人员，向北的房间为仪器储藏室。仅推算、测验、漏刻三局就有七十人。第二层按离、巽、坤、震、兑、坎、乾、艮八方分成八个房间，它们分别是观测准备室、图书资料室、天球仪和星图室、漏壶计时室、日月行星室、恒星室等专业工作室。最上一层为观测台，北有简仪，中有仰仪，西有圭表，东有玲珑仪，南边是印历工作局、堂、神厨和算学的建筑。可见元大都天文台规模宏大，人员众多，组织严密，设备齐全。更令人注目的是该台拥有大量先进的观测仪器。据《元史》记载，有玲珑仪、简仪、浑天象、仰仪、圭表、立运仪、证理仪、景符、窥几、日月食仪、星晷定时仪、候极仪、悬正仪、正方案和座正仪等。其中由郭守敬设计制作的就多达十三件，这些仪器在当时世界上是十分先进的。
郭守敬在天文、数学方面的科学著作很多，有《推步》《立成》《历议拟稿》等，可惜现在都已失传了。
在水利工程技术方面，郭守敬也有光辉的成就。至元二十八年（1291年）春，他担任都水监长官，负责整修已经荒废的大都至通州的运粮河。他经过实地考察后，决定引白浮泉水解决河水的来源问题，用了一年多时间疏通了这条运河，定名为通惠河。为了解决由于河床倾斜坡度造成运行的困难，他在这条运河上每隔十里设置一个闸门，在距离闸门半公里的地方又置斗门，使船只得以顺利通过。这样，从杭州到大都的大运河完全通航了，过去每年从南方运来的粮食到通州后就要陆运，驴马死伤不可胜数，现在通行无阻了。
郭守敬在科学技术上取得的成就是多方面的，他一生坚持不懈，亲自从事科学实验，并善于吸取前人的科研成果，因而取得了更大的成就。一直到86岁那年他去世时为止，他始终没有中断自己的工作，真可以说把毕生精力献给了科学事业。
● 王祯及其农书
元代农学著作十分丰富，流传至今有名的农书，这就是官方司农司所编的《农桑辑要》、王祯《农书》和鲁明善的《农桑衣食撮要》。这里我们讲的是王祯和他的《农书》。
