元朝統壹中國之前，中國使用的歷法是大明歷。這個用了700多年的歷法，誤差很大。元朝皇帝忽必烈決定修改歷法，讓大科學家郭守敬負責這項工作。
郭守敬認為，精確的歷法必須實地測試，測試需要精密的儀器。所以他自己改造創造了很多天文儀器。
元朝以前，用於測量太陽、月亮等恒星和行星位置的儀器是渾儀，但結構復雜，轉動不靈活。郭守敬根據自己的觀測經驗，把渾儀改裝成兩個簡單的裝置，叫做“簡儀”。簡易儀器非常精密，不僅使用方便，而且觀測結果也比渾天儀精確得多。
郭守敬還研制了壹種上翹的儀器，用來觀測太陽和月食的位置。他還改革了標準手表，並創造了景觀符號等工具。景觀符號與標準手表相結合，可以觀察日月星辰的運行變化。
郭守敬帶著先進的儀器，向忽必烈提議在大都(北京)新建四天臺(天文臺)，並建議在全國分階段設立觀星站，進行實測。經過慎重研究，決定在全國設立27個測繪點，派出14名歷官。郭守敬親自取道廣州前往最南端的南海進行測量。
新天臺大部分修好後，郭守敬把各種最新的天文儀器放在上面，日夜觀測天體。
經過努力，郭守敬等人計算出壹年是365.2425天，只比地球繞太陽壹周的時間少26秒。根據這些資料，郭守敬最終完成了新歷法的編纂。新歷法被命名為“計時歷”，意思是告訴人們太陽和月亮的時間，不要錯過農時。
郭守敬是星州人。在我祖父的影響下，我對科學產生了濃厚的興趣。
忽必烈統壹北方後，為了發展農業生產，決定整治水利，廣納這方面的人才。張文倩向忽必烈推薦了郭守敬，郭守敬對北方的水利情況非常熟悉。當時，他提出了治理水利的六項措施。忽必烈對此非常滿意，於是派郭守敬擔任提舉各種運河、處理江河水利的職務。
元世祖滅南宋後，更加註重農業生產的恢復。農業生產應該使用歷法。元世祖決定起草壹份新日歷。他下令建立壹個叫太史局的歷法組織。掌管太史局的是郭守敬的同學王迅。由於郭守敬精通天文歷法，還被朝廷從水利署調到太史局，與王勛壹起主持歷法變更工作。
歷法修訂之初，郭守敬就提出要設計壹套新的儀器。他覺得原來的渾儀結構復雜，使用不方便，還自己造了壹個結構簡單，刻度精確的簡易儀器。他制造的儀器比舊的精密和精確得多。有了好的儀器，就要進行準確的野外觀測。公元1279年，郭守敬向元世祖匯報時，提出在太史源新建四天臺，同時在全國範圍內進行大規模的天文巡天。
通過王迅和郭守敬的研究，在全國設置了27個測點。最北的觀測點是鐵勒(在今西伯利亞的葉尼塞河流域)，最南的觀測點在南海(在今西沙群島)，14監測官被派往各地進行觀測。郭守敬還親自帶人到幾個重要觀測點觀察。各地觀測點將獲得的數據全部匯總到太史局。在大量資料的基礎上，郭守敬花了兩年時間編制了壹部新歷法，名為《計時歷》。這部新日歷比舊日歷準確得多。它計算出壹年有365.2425天，距離地球繞太陽壹周的時間只有26秒。此日歷與當前公歷(公歷)具有相同的壹年周期。但郭守敬的計時歷法比歐洲人確立公歷的時間早了302年。