高斯在其一生中取得了多項重要成就，包括：
正十七邊形的構造：1796年，19歲的高斯發現了如何只用一把尺子和一個圓規來構造一個正十七邊形，這是自2000多年前古希臘人以來，多邊形構造的首次進步。
最小二乘法：高斯創立了最小二乘法，這是一種計算觀測誤差的方法，可以準確預測矮行星的位置。這種計算方法至今仍然是找到兩個變數之間精確關係的首選方法。
天體運動理論：1809年，高斯出版了關於天體在太空中運動的專著《天體運動理論》，該著作中描述了被大行星干擾的小行星運動，簡化了軌道預測的繁瑣數學運算。
電報機的發明：在1833年，高斯和物理學教授威廉·韋伯發明了第一台電磁電報機，這個系統能夠每分鐘傳送8個單詞。
日光反射鏡：從1818年到1832年，高斯對漢諾瓦進行了大地測量。在這段時間裡他發明了日光反射鏡，這是一種大大改善長距離土地測量的儀器。
質數分布定理和最小二乘法：高斯通過對足夠多的測量數據的處理後，得到了一個新的、機率性質的測量結果，即質數分布定理。此外，他還成功得到高斯鐘形曲線（常態分配曲線），其函式被命名為標準常態分配（或高斯分布），並在機率計算中大量使用。
高斯被譽為「數學王子」，是世界上最重要的數學家之一。