元朝八年(1271年)，元世祖忽必烈建立了元朝，并决定在今天的北京建都，即元大都。
元十三年(1276年)，元朝决定修改历法，下令在首都组织历局，动员全国各地的天文学家。
精通天文和数学的王勋实际上掌管着历法事务。王高想到了自己的好朋友郭守敬。郭守敬不仅精通天文学，还擅长制作天文仪器。在王建的推荐下，郭守敬参加了历法修订工作。
首先，修订历法需要一批精密的天文观测仪器。当时北京的天文仪器是原徐进国的遗物，其中的浑天仪是在徐进占领北宋都城汴京(今开封)后，运到徐进国(今北京)都城的。
在这种情况下，郭守敬首先组织制造了一套精密的天文仪器，包括简易仪器、顶置仪器、日晷仪器、瞄准镜仪器、极地仪器、精致仪器等十余种天文仪器，是当时最先进、最精密的仪器。
郭守敬天文成就展例如，标准图表。标准海图中的“表”是垂直立于地面的标杆或石柱；“Gui”是一块石板，从手表底部向北方水平延伸。每当太阳转向正南，影子就落在桂的表面。通过测量影子的长度，可以推算出冬至、夏至等节气的时间。影子最长的时候，冬至到了；影子最短时，夏至来临。
这种仪器看起来极其简单，但实际上要求非常高的精度。
首先，阴影边缘不清晰。阴影越靠近边缘，就变得越亮。阴影的尽头在哪里？这条线很难区分清楚。如果阴影的边界不清楚，阴影长度就会不准确。
其次，测量阴影长度的技术不够精确。在古代，测量影子长度的尺子通常最多只有分的能量，可以估算到厘米，也就是十分之一。按照几千年的传统方法，测量冬至的影子长度，如果有一点错了，就足以使按比例计算的冬至时间有半小时(一到两小时)的出入。这是一个很大的错误。
还有，老日晷只能观测日影。星月的光线较弱，所以旧日晷无法观测星月。
郭守敬制标准解决了原标准存在的问题，大大提高了标准的准确性。这为历法修订奠定了坚实的技术基础。
修订历法的第二步是进行天文观测以获得精确的天文数据。
郭守敬和来自尼泊尔的建筑师夏嫣一起在北京建造了一个观星平台，上面放置着郭守敬制造的先进天文仪器。历法中有两种主要的天文观测。一种是确定二十四节气的确切时间，特别是冬至和夏至，使用的仪器是日晷。另一种是测定天体位置，使用的主要工具是浑仪。
对于这两种观测，观测的地方越多，测得的数据就会越准确。
除了在北京观测，郭守敬还向朝廷建议，在元十四年(1277年)前后，组织一次全国性的大规模天文观测。元世祖忽必烈接受了他的建议，派出14名天文学家在首都以外的26个地方进行天文观测，“东至朝鲜，西至滇池，南至琼崖，北至铁勒”。这一活动在历史上被称为“四海试验”。本次调查最北测点位于西伯利亚北纬64.5度，最南测点位于南海黄岩岛。元十六年(1279年)，郭守敬亲自到黄岩岛进行观测。
这是历史上规模最大的一次实际天文巡天，其规模在世界天文学史上也是罕见的。
纪念馆内通过一系列精密的天文测量，郭守敬等杰出科学家用四年时间研究并完成了这部优秀的历法《时历》。
元十七年(1280)，元世祖忽必烈根据“尊人时”的古训，将修订后的历法命名为“授时历”。
时间历法是当时世界上最先进的历法，因为它计算简单，准确度高。时间日历规定的回归年长度为365.2425天，仅比地球绕太阳公转的实际时间短25.92秒，与现代世界的公历完全相同。
授时历一直沿用到明朝，历时364年。它是中国历史上最长的历法。朝鲜和越南都采用了时间日历。著名的欧洲历法“公历”也规定一年为365.2425天，但公历最早使用是在1582年，比郭守敬的“时间历”晚了300多年。
郭守敬天文历法著作共14种105卷。为了纪念这位伟大的天文学家，1970年，国际天文学会以他的名字命名了月球上的一个陨石坑。1977年3月，国际小行星中心将一颗小行星命名为“[S2/]郭守敬小行星”。
郭守敬水利成就展 治理黄河 创建京城水系 1262年，中国在位第三年，时任中书左丞的张文倩推荐31岁的郭守敬主管水利，称赞他“治水有方”。郭守敬很快被元世祖忽必烈召见，并提出了他的六点治水建议。忽必烈听后大为折服:“凡是干活的都是这样，人不吃素。”并任命他“提升所有的道路和运河”。
郭守敬在治水方面有两大功绩，一是治理黄河水系，二是开创了京城水系。
一是治理西夏(今宁夏)的黄河水系。
西夏末年，由于蒙古和西夏连年战乱，水利设施遭到严重破坏，田地荒芜，百姓四处逃亡，远近闻名的塞北河以南满目疮痍。元元年(1264年)，张文倩以中书左丞的身份巡视西夏，全面负责西夏的治水工作。时任运河副使节的郭守敬随同前往。
通过勘察郭守敬黄河沿岸的地形、水情，走访百姓，绘制地图，提出了“以旧筑坝”的方案，即在疏浚旧渠的基础上，加筑新渠，在渠首筑坝。这个计划得到了忽必烈的批准，并付诸实施。
在不到一年的时间里，郭守敬带领民工抢修了400多里长的唐徕运河、250多里长的韩嫣运河以及10多条干渠和68条支渠，圆满完成了河道疏浚修复任务。郭守敬治水使西夏河渠通达，数万顷农田得到及时灌溉。西夏人为了感谢郭守敬，在运河上修建了郭祠，并立碑记载。
元二年(1265)，郭守敬升任京师水监。他从西夏回来的路上，乘船顺黄河而下，经过四昼夜到达东胜(今内蒙古托克托)，证明了这一段黄河可以通过水路海运。同时，他还考察了查坡和乌浪海(今内蒙古乌梁素海)，认为这里的许多古运河修复后可以利用。他把这件事报告给忽必烈，忽必烈称赞他。
元朝四年(1267年)，忽必烈采纳了郭守敬的建议，下令在中兴府(今宁夏银川)至东胜黄河的河段上建立10个水驿站，开通水运。这一段水路运输的开通和水驿站的设置，方便了西夏运粮，改善了西夏与元大都、元都之间的交通，加强了西夏故地与元朝中央政府的联系。
纪念馆内郭守敬对当时经济社会发展的贡献，更重要的是建立了北京的水系，解决了北京的水运问题。
元代建都北京后，今天什刹海和北海公园的大片水域称为“积水潭”，是北京的中心，故宫就在今天的景山公园。随着都城的迅速发展，在很短的时间内，都城内机构众多，人口增加到40多万，成为元朝的政治经济中心。北京每年消耗大量物资，仅粮食就达几百万石。这些物资大部分都是从南方收集来的，如何让南方的粮食和物资方便地进入京城，成了一个亟待解决的问题。
为了解决这个问题，郭守敬做了两件事。
第一，至元二十六年(1289)
，大运河由弯转直。原来，大运河是隋唐大运河，从浙江杭州出发，经过江苏，转到江苏北部的洛阳，再从洛阳向东到山东北部，再向北到北京，就这样拐了一个大弯。郭守敬主持开凿了山东段的运河，使大运河直通北京通州。这使杭州到北京的距离缩短了900公里，大大缩短了南方粮食和物资到达北京的时间。二是从北京北部引水
修建通惠河，使到达北京通州的粮食和物资通过通惠河到达元朝都城中心积水潭。通惠河开埠前，南方的粮食和物资通过大运河和海运集中在通州，后以陆路运输为主进入元朝。陆路运输又贵又费钱，雨季来了，道路难行。正因如此，从晋代开始，人们就一直在想办法开运河，让水运船只可以直达京城。但是先后开的几条河都没有成功。
郭守敬经过深入考察，向忽必烈提出了“[S2/]从百福泉引水，修建通惠河
”的方案。首先把北京北部昌平的百福泉引到西边，再引到东南的玉泉山。沿途汇集了十处泉水，形成丰富的水源注入翁山湖(颐和园昆明湖的前身)，再从翁山湖经高梁河向东南引水至积水潭。其次，从积水潭到今天的崇文门以南，再到东至通州，将修建一条164英里长的通惠河，连接市中心和通州大运河。这样，大量的水从北京北部注入通惠河，使通惠河可以通航，运粮船可以从通州大运河直接到达积水池。
这个建议提出后，忽必烈很高兴，给予了极高的评价。他当即表示，“尽快”并特令:“所有宰相及以下都是亲实践者。“也就是说工地要领导带头，一切要郭守敬安排。"行动之前等待尊重和指示"。通河于至元二十九年(1292年)动工，仅用了一年半就完工了。
纪念馆内拜泉引水工程和通惠河建成后，水运能力大增，高峰期平均每天约有130艘运水船在通惠河上航行。这也标志着京杭大运河的建成。忽必烈看到池上的水被“覆盖”了，非常高兴，他亲自命名为通惠河，意思是畅通无阻，造福于民。他还赏赐郭守敬12500元(古代计量单位，用于串铜钱，每串1000便士)。
郭守敬设计的运河至今仍是北京水利设施的基础工程，在城市排洪和环境美化中发挥着重要作用。
郭守敬纪念馆所在的西海湿地，是今天什刹海的一部分，元代积水潭的一部分。今天的什刹海包括前海、后海、西海三个水面。为与北海、中国海、南海“前三海”相区别，称之为“后三湖”。西海湿地面积10.9公顷，其中水域面积7.4公顷，周边绿地面积3.5公顷。这里的景色美丽而幽静，植被茂盛，树叶五彩缤纷，睡莲连绵，芦苇摇曳，池水清澈，水草丰美，鱼鸭嬉戏，鸟语花香。湿地上散落着亭台楼阁、祠堂寺庙、宅邸。在这里，你可以在环湖小径上畅游，观赏无尽的野趣。
郭守敬纪念馆位于湿地旁的山上。这里曾经是汇通寺的遗址，现在已经没有建筑留下了。1986年，这里重修汇通寺，辟为郭守敬纪念馆。郭守敬纪念馆占地800平方米，坐北朝南，南临西海，北接二环路。有两个院子。展厅不大，但内容丰富，别出心裁，引人入胜，尤其适合中小学生。这是一个很好的研究和旅游的地方。
值得一提的是在郭守敬的家乡邢台还有一座郭守敬纪念馆。
