郭守敬在水利、仪象和历算三个领域做出了主要贡献。他设计了一系列大型水利工程，以通惠河水利工程为代表。这些水利工程的科学合理性和复杂施工都建立在郭守敬实地勘测和科学规划的基础上，对农田灌溉和南北漕运起到了重要作用。在水利实践中，他总结了一些科学概念和方法。而在仪象方面，郭守敬在主持大都天文台工作期间，设计了多种天文仪器，包括简仪、圭表、候极仪、玲珑仪等。其中，简仪是最早制成的大赤道仪，比丹麦天文学家第谷早了310年。他还设计了世界上第一架太阳投影的观测仪仰仪。在历算方面，他主持修订了《授时历》，使之在精确度上与现代日历基本一致。郭守敬为了修订这部历法，组织了规模空前的全国天文测量工作，超过了唐代僧一行的数量和分布范围。
