元朝在天文历法方面比较发达，元世祖邀请阿拉伯的天文学家来华，吸收了阿拉伯天文学的技术，并且先后在上都、大都、登封等处兴建天文台与回回司天台，设立了远达极北南海的27处天文观测站，在测定黄道和恒星观测方面取得了远超前代的突出成就。元朝有名的天文学家有郭守敬、王恂、耶律楚材、扎马鲁丁等人。耶律楚材曾编订有《西征庚午元历》，1267年扎马鲁丁撰进《万年历》，郭守敬等人修改历法，以近世截元法主持编订了《授时历》，《授时历》于1280年颁行，延用了400多年，是人类历法史上的一大进步。
扎马鲁丁与后来的郭守敬研制出了简仪、仰仪、圭表、景符、窥几、正方案、候极仪、立运仪、证理仪、定时仪、日月食仪等十几种天文仪器，当时在天文台里工作的还有阿拉伯天文学家可马剌丁、苫思丁等人。回回司天台一直存在到元末明初，仍由回回司天监黑的儿、阿都剌、司天监丞迭里月实等修定历数。
地理
地理学方面《元一统志》的编纂、河源的探索、《舆地图》的问世及大批游记类著作的出版是其主要成就。《元一统志》由政府主持，扎马鲁丁、虞应龙具体负责。该书对中国各路府州县的建置沿革、城郭乡镇、山川里至、土产风俗、古迹人物均有详细描述，具有较高史料价值。1280年元世祖命女真人都实探求黄河河源，认为星宿海（火敦脑儿）即河源，比较接近实际。潘昂霄还据此撰成《河源志》。道士朱思本考察了今华北、华东、中南等广大地区地理形势，参阅《元一统志》等地理学著作，以“计里划方”法，绘制成《舆地图》，成为元朝地理学及中国地图史上划时代的人物。游记类地理学著作有耶律楚材《西游录》，李志常整理的《长春真人西游记》，周达观《真腊风土记》，汪大渊《岛夷志略》等，对元朝国内外的地理地貌、风土人情、贸易来往等颇多描绘。
农学
元代的农业技术主要可见于《农桑辑要》、《王祯农书》与《农桑衣食撮要》等三部书。
