郭守敬在水利、儀象和歷算三個領域做出了主要貢獻。他設計了一系列大型水利工程，以通惠河水利工程為代表。這些水利工程的科學合理性和復雜施工都建立在郭守敬實地勘測和科學規(guī)劃的基礎上，對農(nóng)田灌溉和南北漕運起到了重要作用。在水利實踐中，他總結(jié)了一些科學概念和方法。而在儀象方面，郭守敬在主持大都天文臺工作期間，設計了多種天文儀器，包括簡儀、圭表、候極儀、玲瓏儀等。其中，簡儀是最早制成的大赤道儀，比丹麥天文學家第谷早了310年。他還設計了世界上第一架太陽投影的觀測儀仰儀。在歷算方面，他主持修訂了《授時歷》，使之在精確度上與現(xiàn)代日歷基本一致。郭守敬為了修訂這部歷法，組織了規(guī)模空前的全國天文測量工作，超過了唐代僧一行的數(shù)量和分布范圍。