我國元代科學家郭守敬主要貢獻在天文學方面。
郭守敬在天文方面取得了卓越的成就。自至元十三年（1276年）起，他與許衡、王恂等奉命修訂新歷法，歷時四年，制訂出《授時歷》，成為當時世界上最先進的壹種歷法，通行三百六十多年。為修訂歷法，郭守敬還改制、發明了簡儀、高表等十二種新儀器。
郭守敬在天文學上的成就：
郭守敬運用他改進、創造的天文儀器，進行了許多精密的天文觀測，從而使《授時歷》的編制有了可靠的觀測基礎。他所從事和領導的觀測項目甚多，如冬至時刻、二十八宿距度和星表、四海測驗、黃赤交角以及壹些歷元時刻的測定，其中大部分數據都是中國古代歷法史上最精確的，或近於最佳的。 其中較為知名的即為四海測驗。
至元十六年（1279年），郭守敬向元世祖忽必烈提議：如今元朝疆域比之前大了很多，不同地區日出日落晝夜長短時間不同、各地的時刻也不同，舊的歷法已經不適用了，因此需要進行全國範圍的天文觀測以編制新的歷法。
忽必烈接受了郭守敬的建議，派監候官十四人分道而出，分別在二十七個地方進行天文觀測，後世稱之為“四海測驗”。