我国古代对颁布历法非常重视,它是皇权的象征.因此历代频繁改历,致使元以前的历法多达70余种.但由于历法是衡量一代天文学发展水平的集中体现,所以随着时代发展这些历法多有不够精确之处.元初本袭用金之《大明历》,后发现有误差,于是在至元十三年（1276年）世祖忽必烈着手改历.“遂以守敬与王恂,率南北日官,分掌测验推步于下,而命文谦与枢密张易为之主领.”经过郭守敬、王恂等人四、五年的努力,在实地科学观测的基础上,并参考前代历法,终于编订出了新的历法《授时历》.《授时历》取“敬授民时”之意,于至元十七年（1280年）颁布.此历在当时“自古及今,其推验之精,盖未有出于此者也.”并打破我国古代或假托于黄钟,或附会于易象的治历习惯,全以晷影实测计算而得,开后世新法之源.

　　《授时历》的卓越成就主要表现在“考正者七事”、“创法者五事”方面.考正七事：精确地测定了至元十七年（1280年）的冬至时刻；回归年长度及岁差常数.即第一年冬至到第二年冬至的时间为365日24刻25分.古时1天分为100刻,亦即1年为365.2425日,按现代的测定,一回归年的时间为365.24219日,与《授时历》相比1年仅差0.00031日.如以小时计,即今测1回归年为365日5时48分46秒,《授时历》为365日5时49分12秒,相差26秒.现在世界通用的阳历,即罗马教皇格里高利十世于1582年颁行的《格里高利历》与《授时历》的测算完全相同,而前者比后者晚300多年；测定冬至日太阳的位置,认为太阳在冬至点速度最高,在夏至点速度最低；测定了月亮在近地点时刻；测定了冬至前月亮过升交点的时刻.亦即冬至时月亮离黄白交点的距离,并进一步利用此数据测定了朔望日、近点月和交点月的日数；测定了28宿距星的度数；测定了24节气时元大都日出日没时刻及昼夜时间长短.

　　创法五事是：求出太阳在黄赤道上的运行速度；求出月亮在白道上的运行速度,亦即月球每日绕地球运行的速度；从太阳的黄道经度推算出赤道经度；从太阳的黄道经度推算赤道纬度；求月道和赤道交点的位置.

　　另外,《授时历》还正式废除了上元积年日法,采用了近世截元法,所谓“上元积年”是我国古代编历的老传统,“上元”就是在过去的年代里,一个朔望日的开始时刻和冬至夜半发生在一天；“积年”就是从制历或颁历时的冬至夜半上推到所选上元的年数.历法家为了找到一个理想的上元,往往牵强凑合.《授时历》不采用这种方法,而以至元十七年（1280年）作为推算各项天文数据的起点,即近世截元法,这是历法史上的一项重要贡献.

　　《授时历》是我国古代最先进的历法,代表了元代天文学的高度发展.自颁行后,沿用400多年,是我国流行最长的一部历法.