徐光啟沒有具體的發明，但在天文曆法、數學、農書著作、火器方面都有貢獻。徐光啟在天文曆法方面的成就，主要集中于《崇祯曆書》的編譯和為改革曆法所寫的各種疏奏之中。在曆書中，他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。
徐光啟在修改曆法的疏奏中，詳細論述了數學應用的廣泛性。他一共提出了十個方面（“度數旁通十事”），即：天文曆法、水利工程、音律、兵器兵法及軍事工程、會計理财、各種建築工程、機械制造、輿地測量、醫藥、制造鐘漏等計時器。說把數學應用的廣泛性，講述得十分完備。
徐光啟在數學方面的最大貢獻當推《幾何原本》（前6卷）翻譯。
農學方面的著作計有《農政全書》《甘薯疏》《農遺雜疏》《農書草稿》《泰西水法》等。
把番薯引進家鄉種植，進行了多次試種，終于獲得成功。在上海推廣後，他又将甘薯的種植擴大到全國。編纂《農政全書》。
徐光啟還對火器在實踐中的運用，對火器與城市防禦，火器與攻城，火器與步、騎兵種的配合等各個方面部有所探求。
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