郭守敬是元朝時期傑出的天文學家、數學家、水利專家和儀器製造家，其在天文方面的成就主要包括：
編制《授時曆》。郭守敬與其他科學家共同工作，經過四年努力，制訂出當時世界上最先進的曆法《授時曆》。這部曆法在1280年完成，其精確度非常高，流通時間長達三百六十多年。
發明和改進天文儀器。為了修訂《授時曆》，郭守敬改制、發明了簡儀、高表等十二種新儀器，這些儀器包括簡儀、高表、侯極儀、混天象、玲瓏儀、仰儀、立運儀、證理儀、景符、窺幾、日月食儀和星晷定時儀等，其中簡儀是用來測量天體位置的。
天文觀測。為了編制《授時曆》，郭守敬組織了大規模的天文觀測，觀測點遍布南北萬里、東西五千里的廣大區域，進行了日影、北極出地高度、春分秋分晝夜時刻等測量。
此外，郭守敬在水利和數學等方面也取得了顯著成就，其對後世產生了深遠的影響。