在元朝征服江南以后，中國南北方的歷法不一致，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了諸多不便。為了解決此問題，1276 年，元世祖忽必烈詔令編制新歷法，并設(shè)立了專門機(jī)構(gòu)太史局，任命王恂和郭守敬二人為主要負(fù)責(zé)人。在四年的編歷過程中，郭守敬共創(chuàng)制了簡儀、高表等17 種天文儀器，主持開展了一系列卓有成效的天文觀測工作，積極參與對前代歷法的研究和對新歷法的編修，終于在1280 年編成了新歷法《授時歷》，1281 年，《授時歷》頒行天下。

《授時歷》糾正了歷代沿用的7 個重要天文數(shù)據(jù)，創(chuàng)立了5 項(xiàng)新的推算方法，其精度比以往各種歷法都高，被認(rèn)為是當(dāng)時最精密的歷法之一。第一，《授時歷》使用了當(dāng)時世界上最為精確的天文資料，如它的回歸年的長度是365.242 5 日，這和現(xiàn)行的公歷所采用的數(shù)值幾乎是一樣的；第二，《授時歷》接受了《統(tǒng)天歷》關(guān)于回歸年長度古大今小的變化概念，給出了比《統(tǒng)天歷》更優(yōu)的變化值，即規(guī)定100 年中回歸年的長度減小0.000 1 日。第三，《授時歷》對一些計算方法進(jìn)行了重大創(chuàng)新，這些都在數(shù)學(xué)方法的完善化和歷法問題計算的精確化上做出了重大貢獻(xiàn)；第四，《授時歷》的突出成就還表現(xiàn)在廢棄繁雜的上元積年法，既簡化了計算步驟，又提高了計算的精度。

《授時歷》對于后代的影響巨大，明朝頒行的《大統(tǒng)歷》基本上是《授時歷》的翻版，其在科技史中也占有舉足輕重的地位。