郭守敬（1231～1316）是元代最傑出的天文學家，他字若思，順德邢台（今河北邢台）人。祖父郭榮精通數學和水利，年幼的郭守敬耳濡目染，備受薰陶，對科技產生了濃厚的興趣。
十五六歲的時候，他在科技方麵的才華嶄露頭角。那時，他得到了一張拓印的《蓮花漏圖》，蓮花漏是古代一種計時儀器，由於長期戰亂，這種儀器已非常罕見，僅僅通過圖樣，人們很難明白它的原理。而郭守敬麵對這張圖，如獲至寶，日日埋頭其中，極有興致地鑽研起來，很快，他便弄懂了蓮花漏的計時原理，並頭頭是道地講給他的爺爺聽。郭榮非常高興，覺得他的孫子是一位可堪造就的科技人才，於是讓他拜了自己的好友劉秉忠為師，劉秉忠精通天文、地理、數學，他也很喜歡郭守敬這位極有天份的學生，在他的精心教導下，郭守敬學到了很多科學知識，聰明才智得到進一步發揮，獻身科學的信念更加堅定。
1260年，郭守敬又跟隨劉秉忠的老同學張文謙，協助他在大名（今河北大名）一帶治理水文，大搞水利建設。業餘時間，郭守敬繼續鑽研蓮花漏，興致越來越濃，萌生了要動手製作一台蓮花漏的念頭。於是，他帶領幾名工匠，親自動手，設計製作了一台銅質蓮花漏，非常精巧、準確，人們見了無不驚歎。
張文謙非常欣賞這位聰明好學、精於思索的後生，在水利建設中，郭守敬向他提出過許多合理的建議，使他的工作開展得非常順利。於是張文謙將這位不可多得的人才推薦給忽必烈，麵對著眼前這位侃侃而談水利建設的種種設想與方案的年輕人，愛才如渴的忽必烈非常高興，當他見到郭守敬親手製作的蓮花漏時，更是讚歎不已，連呼他是“難得的人才！”忽必烈派郭守敬跟隨張文謙去西北視察水利設施，他們一起修複了許多著名的古渠。1265年，忽必烈又任命郭守敬為都水少監，使他專心致誌地從事水利建設事業。
專門從事水利建設的郭守敬並沒有放棄對天文學的研究。當1276年忽必烈決定設立專門機構修改曆法之時，郭守敬成了當然的人選。
元朝統一中國以後，政局日趨穩定，經濟逐漸恢複，為科學技術的發展提供了良好的社會環境。早在元朝統一以前，劉秉忠就提議要修改曆法，因為遼、金以來一直沿用的曆法已經使用700多年了，與元代的天象越來越不符，誤差越來越大，提議之時正是戰爭期間，一時顧不上這件事，直到南宋滅亡之後，忽必烈才將此事提到議事日程上來，設立機構，派精通算術的王恂負責此事，精通天文曆法的許衡、郭守敬也一起主持這項工作。他們查對了過去的40餘家曆書，晝夜實地觀測驗證，創立了新的測量方法，同時參考古代的舊製，力圖使新的曆法精確無誤。
在這期間，郭守敬通過實測，更加豐富了他的天文學知識，他深深感到，要製訂新的曆法，必須要有精密的儀器。他們所用的司天儀都是北宋時期在汴京（今河南開封）製造的，一方麵年久失修，另一方麵與大都靈台（今北京市建國門外泡子河北）的天度並不相符，製造新的天文測量儀器迫在眉捷。郭守敬打算親手製作一批精密的天文儀器。
針對渾儀的缺點，郭守敬製作了一種簡儀，渾儀是元代以前用來測量日、月和金、木、水、火、土五大行星以及恒星位置的儀器，結構非常複雜。大大小小互相圈套的環圈多達八九個，不僅轉動不便，而且妨礙觀測。郭守敬仔細地研究了渾儀的功能和結構，將渾儀簡化得隻有兩個獨立的測量裝置，但是，其精密度卻大大提高了，刻度最小分格達到1/36度，不僅使用方便，而且觀測的結果非常準確。當時簡儀的製作是在從尼泊爾來的工藝家阿尼哥的協助下製作而成的。這座簡儀是郭守敬的一項重大的發明創造，可惜被來到中國的法國傳教士紀理安銷毀了。直至明朝正德（公元1506～1521年）年間，重新又仿製了一台簡儀，不幸在清末又被八國聯軍劫走。後來雖然歸還回來，但已殘缺不全，現保存在南京紫金山天文台。