徐光啟引進了圓形地球的概念，明晰地介紹了地球經度和緯度的概念。
他為我國天文界引進了星等的概念；根據第穀星表和我國傳統星表，提供了第一個全天性星圖，成為清代星表的基礎；在計算方法上，他引進了球麵和平麵三角學的準確公式，並首先做了視差、蒙氣差和時差的訂正。這些都較我國傳統的《大統曆》為高。
《崇禎曆書》及其所依據的天文學理論，使其成為我國的官方天文學體係，長達200餘年。如從科學史的角度和曆史影響而言，此事當屬徐光啟成就的顯著事功之一。
作為我國曆史上最著名的農學家之一，徐光啟一生關於農學方麵的著作甚多，計有《農政全書》、《甘薯疏》、《農遺雜疏》、《農書草稿》等。
其花費時間之長、用功之勤，較之修訂曆法和編譯《崇禎曆書》實有過之而無不及。其中，《農政全書》堪稱代表。此書是徐光啟去世後，經陳子龍刪增後成書的。
《農政全書》共60卷，70餘萬言，分為農本、田製、農事、水利、農器、樹藝、蠶桑、蠶桑廣類、種植、牧養、製造、荒政12門。從這12門的內容中，我們完全可以感受到它的價值。
在《農本》3卷中，徐光啟繼承了傳統的重農思想，認為隻有務農才是國家的根本之計。基於這種認識，《農政全書》開卷，即言農本：列舉了《五經》和史書中重視農業生產的言論和史實；摘引了《管子》、《呂氏春秋》、《亢倉子》、《齊民要術》等書的有關章節；全文收錄了明人馮應京的《國朝重農考》。
這些都是為了證明以農為本在我國有悠久的曆史和深厚的社會基礎，提醒人們關注農業問題，抓好農業生產，為國家富強社會安定打下堅實的根基。
《田製》共計兩卷，一卷是徐光啟自作的《井田考》，在書裏麵，他對西周井田製的劃分方法進行了細致的考證，其中對西周度量衡與明代度量衡換算方法的確定十分精彩。另一卷引錄了《王禎農書》中《農器圖譜》的全文。
《農事》6卷，介紹了《齊民要術》和《王禎農書》等農學著作中關於墾殖、收種、播種、中耕、除草、灌溉種種農田管理措施，還錄入了徐光啟自己的《墾田疏》。徐光啟有親自墾荒的切身經曆，對如何開辟荒蕪土地變為良田，增加國家收入有精辟見解。
他在這裏補寫的兩段文字，即移民墾荒時“主客”關係的處理和墾荒前的準備事項，對指導墾荒很有實際意義。
《水利》9卷，其各章節中不但有對用水理論的探討，有水利器具的製作和使用方法，還有改善地方水利的具體意見。徐光啟對取水工具寫下不少評注，表明他對這些工具器械作了深入的研究。
《農器》4卷，摘自《王禎農書》，書中分別介紹了常見農用工具的質料、形製、構造和用途，有較高的實用性。
《樹藝》6卷，大都彙集以往農書中的材料，介紹各種作物的特性、用途和種植方法。書中特別強調選種，說“種蔬果穀伳諸物，皆以擇種為第一義”。
在說到甘薯時，書中充實了不少新材料，是徐光啟寫《甘薯疏》時征集到的。他指出了甘薯的13個優點，認為此物易種高產，應大力推廣。
《蠶桑》4卷多采自《王禎農書》，介紹養蠶植桑的注意事項和養蠶工具、繅絲工具的使用方法。
《蠶桑廣類》2卷，對作物栽培談得最多的是他對棉花的選種、種子的收藏和播前處理都有精辟獨到的見解。他提倡早種，強調深根和病蟲害防治，主張稀植、短幹，重用基肥，這些措施都是適應當時耕作水平的。關於麻的種植則主要依據舊農書寫成。
《種植》4卷，介紹了園圃布局、樹木嫁接、整枝、防鳥害、治蟲等項技術；介紹了榆、鬆、槐、楊、梧桐、烏臼、女貞等30餘種樹木的種法和用途；介紹了竹、茶、菊以及其他藥用、染料和水生作物。
徐光啟主張多種烏臼以取油料，多種女貞以取白蠟，認為這兩種樹很有經濟價值。還對如何養蟲生蠟作了生動細致的記述。
《牧養》1卷，主要談馬、驢、牛、羊、雞、鴨、鵝、魚、蜂等家畜家禽的飼養技術。
《製造》1卷，主要講述釀製酒、醬、醋技術和各種食物的製作方法、房屋建築方法，以及一些洗滌、收藏、修補方法。
《荒政》18卷，引用了《癿伳梁傳》、《荀子》、《管子》及晁錯、陸贄等大量古今文獻中的救荒言論，以闡明有備無患和人定勝天的思想主旨，強調預防為主；分別列舉了從隋到明曆代備荒賑災的措施，以及一些具體的渡災辦法；收錄了可以代食充饑的草、木、糧、果、菜類數百種，供災荒時采用。其中有些迷信思想的成分。
《農政全書》對於農田水利、土壤肥料、選種嫁接、防治蟲害、改良農具、食品加工、絲織棉紡等農業科學技術和農民生活的各個重要方麵，都就當時能夠達到的認識水平進行了深入細致的探討，提出了自己的見解，並批判了阻礙生產技術進步的各種落後思想和錯誤的方法。
此外，《農政全書》在曆史上是最早從國家政策的角度全麵檢討“農政”的經驗教訓，對墾荒、水利、荒政給予特別的關注，係統總結了我國古典農業科學，這些方麵的論述都是他遠遠超出前人的地方。
完成《農政全書》這樣一部巨著，隻有憑著對國家對民族的摯愛和對科學的執著追求，憑著堅忍不拔毅力和鍥而不舍精神的科學家徐光啟，才會給後人留下這樣一筆豐厚的遺產！