精密的天象觀測資料，是推算準確的曆法的基礎；而對天象的觀察，又必須借助於各種儀器，其中尤以天文望遠鏡為最。1608年，荷蘭眼鏡匠利伯休首次發明望遠鏡。第二年，意大利科學家伽利略在此基礎上發明了天文望遠鏡。當徐光啟通過西方傳教士了解到這一科學新發明後，立刻帶人仿製，並把製成品命名為“窺筩眼鏡”。經驗證，這種天文望遠鏡完全合格，能很清楚地觀測到日月食的變化情況，比傳統的肉眼觀察或水盆映像法強得多。此時距西方初創望遠鏡僅二十年，可見徐光啟吸收外來先進科學文明思路之敏銳。徐光啟是我國第一個製造望遠鏡並應用於天文觀測的人，這個功勞是不可磨滅的。
徐光啟在修曆過程中設立“官學生”製度。這些官學生又稱為“博士”和“天文生”，是通過當助手而成長起來的實習生。徐光啟還聘請了一些年輕老師為官學生講課。徐光啟在臨終前，將這些後輩的名字一一列給皇帝，指出他們在製造儀器、測算、編曆等工作上的功勞，為他們請賞。這些年輕的講師和實習的官學生是一批懂得新曆法的後備人才，為此後中國推廣西方天文學知識開辟了道路，這是徐光啟在我國天文學發展史上的又一貢獻。
應該看到，這次修曆的過程並不是一帆風順的，其中存在著新舊兩種思想的較量。有一位名叫冷守中的四川老秀才，頭腦保守僵化，不相信西洋先進的曆法思想，反對徐光啟參照西法改曆。他用迷信理論製訂出一套曆法，送到修曆局，非說自己的才是最準確的曆書，他還指責徐光啟用西法修正《大統曆》是違反祖宗、大逆不道的舉動。徐光啟對固執己見的冷守中沒有采取壓製的辦法，而是據實說理，以理服人。他編寫了一本題為《曆學小辯》的小冊子，指出冷守中所依據的方法不過是神秘的數學遊戲，並無科學依據。冷守中仍然不服，徐光啟便和他約定，兩人一同推算崇禎四年四月十五日四川見日食的時刻。如果冷守中算對了而徐光啟錯了，那就證明冷的方法有理而徐的方法有誤；如果冷守中算錯了而徐光啟算對了，那就該由冷守中認輸。到實測的結果出來，冷守中果然錯了，誤差很大，而徐光啟的推算準確無誤，冷守中心服口服，收起了他那套理論。還有一位在當時較有名望的天文學家魏文魁，也極力反對徐光啟的新法，並給修曆局送來兩套他自己按舊法編成的曆書，要求朝廷使用。徐光啟翻閱了他的曆書，發現他的推算方法很陳舊，有很多謬誤，就建議魏文魁再重新研究一次，同時表示對他“苦心曆學”的敬佩，希望他能與自己合作。魏文魁不但不虛心吸取徐光啟的意見，反而強詞奪理地反駁徐光啟，竭力阻撓徐光啟對曆法的改革。由於這些人的幹擾，徐光啟改修的《崇禎曆法》在他去世後若幹年才得以完稿。