在元朝征服江南以后，中国南北方的历法不一致，给农业生产带来了诸多不便。为了解决此问题，1276 年，元世祖忽必烈诏令编制新历法，并设立了专门机构太史局，任命王恂和郭守敬二人为主要负责人。在四年的编历过程中，郭守敬共创制了简仪、高表等17 种天文仪器，主持开展了一系列卓有成效的天文观测工作，积极参与对前代历法的研究和对新历法的编修，终于在1280 年编成了新历法《授时历》，1281 年，《授时历》颁行天下。

《授时历》纠正了历代沿用的7 个重要天文数据，创立了5 项新的推算方法，其精度比以往各种历法都高，被认为是当时最精密的历法之一。第一，《授时历》使用了当时世界上最为精确的天文资料，如它的回归年的长度是365.242 5 日，这和现行的公历所采用的数值几乎是一样的；第二，《授时历》接受了《统天历》关于回归年长度古大今小的变化概念，给出了比《统天历》更优的变化值，即规定100 年中回归年的长度减小0.000 1 日。第三，《授时历》对一些计算方法进行了重大创新，这些都在数学方法的完善化和历法问题计算的精确化上做出了重大贡献；第四，《授时历》的突出成就还表现在废弃繁杂的上元积年法，既简化了计算步骤，又提高了计算的精度。

《授时历》对于后代的影响巨大，明朝颁行的《大统历》基本上是《授时历》的翻版，其在科技史中也占有举足轻重的地位。