1、郭守敬參與制定的《授時歷》。除了在天文數據上的進步之外，在計算方法方面也有重大的創造和革新。

2、郭守敬在創造的景符、仰儀等天文儀器中反復運用了針孔成象原理。這在中國光學史上也是比較突出的成就，體現了中國古代較高的光學知識應用能力。

3、郭守敬運用他改進、創造的天文儀器。并且進行了許多精密的天文觀測，從而使《授時歷》的編制有了可靠的觀測基礎。他所從事和領導的觀測項目甚多，如冬至時刻、二十八宿距度和星表、四海測驗、黃赤交角以及一些歷元時刻的測定，其中大部分數據都是中國古代歷法史上最精確的，或近于最佳的。其中較為知名的即為四海測驗。

4、地理學上的一個重要概念“海拔”的創始。郭守敬曾提出，以海平面作為基準，比較大都（今北京市）和汴梁（今河南省開封市）兩地地形高下之差，這是地理學上的一個重要概念“海拔”的創始。

5、郭守敬為完成《授時歷》工作創制了十二件天文臺上用的儀器。四件可攜至野外觀測用的儀器，其名載于齊履謙所撰《知太史院事郭公行狀》中，分別為簡儀、高表、候極儀、渾天象、玲瓏儀、仰儀、立運儀、證理儀、景符、窺幾、日月食儀以及星晷定時儀十二種（但史書記載中合計儀器總數為十三件，有的研究者認為末一種或為星晷與定時儀兩種）。