《授時歷》，為公元1281年（元至元十八年）實施的歷法名，因元世祖忽必烈封賜而得名，原著及史書均稱其為《授時歷經》。其法以365.2425日為一歲，距近代觀測值365.2422僅差25.92秒，精度與公曆（指1582年《格里高利曆》）相當，但比西方早採用了300多年。公元1276年（元十三年）元世祖命許衡“領太史院事”，全面負責這一工作，並以王詢、郭守敬為副，共同研訂。
元朝初年沿用過去金國的《重修大明曆》。這個曆法是公元1180年（金世宗大定二十年）修正頒行的。行用了幾十年後，誤差積累已經相當嚴重，所以發生了好幾次預推與實際現象不符的事。再一次重新修改是迫切需要的了。
公元1276年（元至元十三年），元軍佔有了南宋都城臨安。就在這一年，元世祖忽必烈遷都大都，並且採納已死大臣劉秉忠的建議，決定修訂曆法，頒行元朝自己的歷法。於是，元朝廷下令在新的京城裡組織歷局，調動了全國各地的天文學者，修訂曆法。這件工作名義上以張文謙為首腦，但實際負責歷局事務和具體編算工作的是精通天文、數學的王恂。當時，王恂就想到了好友郭守敬。他長於制器和通曉天文。因此，郭守敬就由王恂的推薦，參加修歷，奉命製造儀器，進行實際觀測。從此，在郭守敬的科學活動史上又揭開了新的一章，他在天文學領域裡發揮了高度的才能。
郭守敬（1231年—1316年），字若思，漢族，順德府邢臺縣（今河北邢臺市邢臺縣）人。元朝著名的天文學家、數學家、水利工程專家。早年師從劉秉忠、張文謙，官至太史令、昭文館大學士、知太史院事，世稱“郭太史”。元仁宗延祐三年（1316年），郭守敬逝世，享年八十六歲。著有《推步》、《立成》等十四種天文曆法著作。郭守敬父親的情況史傳未載，有可能是早逝。他是由祖父郭榮撫養成人的。
郭榮是金、元之際一位頗有名望的學者。郭守敬幼承祖父郭榮家學，精通五經，熟知天文、算學，擅長水利技術。在郭榮的教養下，郭守敬從小勤奮好學，在少年時代就養成了很強的動手能力。郭守敬十五六歲時，曾根據書上的一幅插圖，用竹篾扎製出一架測天用的渾儀，而且還堆土做了一個土臺階，把竹製渾儀放在上面，進行天文觀測。他還曾根據北宋燕肅一幅拓印的石刻蓮花漏圖，弄清了這種可以保持漏壺水面穩定的、在當時頗為先進的計時儀器的工作原理。
當時，忽必烈（元世祖）的重要謀士、著名學者劉秉忠因居父喪，正於邢臺西南的紫金山中結廬讀書，從學的人有著名學者張文謙、張易、王恂等人。郭榮與劉秉忠交好，便將少年郭守敬送到劉秉忠門下深造。劉秉忠精通經學和天文學，郭守敬在他那兒獲得了頗多的教益。
蒙哥汗八年（1251年），劉秉忠被當時總領漠南漢地事務的忽必烈召入幕下。劉秉忠離開邢臺後，把郭守敬介紹給了張文謙。
郭守敬在天文、曆法、水利和數學等方面都取得了卓越的成就。他自至元十三年（1276年）起，奉命修訂新曆法，歷時四年，制訂出了通行三百六十多年的《授時歷》，成為當時世界上最先進的一種曆法。為修訂曆法，郭守敬還改制、發明了簡儀、高表等十二種新儀器。
郭守敬首先檢查了大都城裡天文臺的儀器裝備。這些儀器都是過去金國的遺物。其中渾儀還是北宋時代的東西，是當年金國佔有北宋的京城汴京以後，從那裡搬運到金國中都來的。當初，一共搬來了三架渾儀。因為汴京的緯度和金中都相差約四度，不能直接使用。金國的天文官曾經改裝了其中的一架。這架改裝的儀器在元初也已經毀壞了。郭守敬就把餘下的另一架加以改造，暫時使用。另外，天文臺所用的圭表也因年深日久而變得歪斜不正。郭守敬立即著手修理，把它扶置到準確的位置。這些儀器終究是太古老了，雖經修整，但在天文觀測必須日益精密的要求面前，仍然顯得不相適應。
郭守敬不得不創制一套更精密的儀器，為修歷工作奠定堅實的技術基礎。曆法的制定工作中所必須的天文觀測，主要是兩類。一類是測定二十四節氣，特別是冬至和夏至的確切時刻；用的儀器是圭表。一類是測定天體在天球上的位置，應用的主要工具是渾儀。圭表中的“表”是一根垂直立在地面的標竿或石柱；“圭”是從表的跟腳上以水平位置伸向北方的一條石板。每當太陽轉到正南方向的時候，表影就落在圭面上。量出表影的長度，就可以推算出冬至、夏至等各節氣的時刻。表影最長的時候，冬至到了；表影最短的時候，夏至來臨了。它是我國創制最古老、使用最熟悉的一種天文儀器。這種儀器看起來極簡單，用起來卻會遇到幾個重大的困難。
所以為了修訂曆法，元朝廷修建了觀星臺，並且進行了有史以來最大規模的天文學實際測量的工作，最北到達了西伯利亞，最南則到達了南海諸島。透過一系列精準的天文測量，並且在南宋《成天曆》的基礎上，郭守敬等傑出的科學家終於克服了修訂曆法中的種種困難，非常成功的精確制訂完成了《授時歷》這部卓越的歷法。
至元元年（1264年），郭守敬奉命修浚西夏境內的古渠，更立閘堰，使當地農田得到灌溉。至元二十八年（1291年），郭守敬任都水監，負責修治元大都至通州的運河，耗時一年，完成了全部工程，定名通惠河，發展了南北交通和漕運事業。1970年，國際天文學會以郭守敬的名字為月球上的一座環形山命名為“郭守敬環形山”。1977年3月，國際小行星中心將小行星2012命名為“郭守敬小行星”。