在天文歷上，徐光啟介紹了古代托勒密的舊地心說和當代第谷的新地心說為代表的歐洲天文知識。他通曉當時的中西歷法，主持編纂了《崇禎歷書》。在歷書中，他引入了圓形地球的概念，明確引入了地球的經度和緯度的概念。他向中國天文學界介紹了星等的概念。根據第谷星表和中國傳統星表，提供了第壹張全天星圖，成為清代星表的基礎。在計算方法上，徐光啟引入了球面和平面三角學的精確公式，首次修正了視差、空氣差和時差。
《崇禎歷書》的編撰是中國古代歷法改革的壹次跨越式突破，奠定了中國近300年歷法的基礎。徐光啟編撰歷法的工作，為中國天文學從古代到近代的發展奠定了壹定的思想、理論和技術基礎。
徐光啟，又名胡雲，1562年4月出生於上海壹個貧苦家庭。被倭寇掠奪的家庭無法為他的童年提供優越的條件，只能勉強維持生計，供他上學。通過科舉考試是全家人對徐光啟的期望。肖光啟體會到了父母的苦心。他聰明好學，學習成績壹直很好。20歲那年，徐光啟考上了秀才，過了科舉第壹關。但之後，徐光啟的運氣就沒那麽好了。他們在孫山連續參加了幾次鄉試，但都失敗了。家裏比較窮，但是成名的路還很長。迫於生計，徐光啟壹邊繼續應付科舉，壹邊幫家裏幹些農活，不得不去廣東、廣西等地做富家女教師。
公元1597年，35歲的徐琪再次參加鄉試，走進考場。為了準備他在安徽的考試，他媽把家裏僅有的壹點糧食都賣了，於是全家幾天不做飯。為了省錢，他背著行李，冒著大雨沿河走了100多裏。這次考試開始，考官們還是把徐光啟擋在了名單之外。直到名單公布的前兩天，主考官、著名學者焦紅還在審核落選的論文。他壹讀徐光啟的論文，就“拍手稱快”，看到後面，驚訝地說:“此名士、學者無疑也！”於是徐光啟從落選者升到了考試第壹名。當時徐光啟名震大江南北，他應考的文章被編成《讀墨簡書》壹直到清朝，作為全國士子的範文。
毫無疑問，中國人的這壹舉動給徐光啟的家庭帶來了新的希望，甚至壹些上層人士也對徐光啟刮目相看。當時上海的壹個大官僚客戶，冒昧地把女兒嫁給了徐光啟的兒子。徐光啟成為第壹，雖然驕傲，但也有自己的苦衷。20歲是秀才，35歲是秀才。在這十年間，徐光啟大部分時間都在研究四書五經和八股。其實他並不是壹個很熱衷於出名的人。他參加科舉，壹是為了完成父母的遺願，二是為了改變自己尷尬的家庭處境和自卑心理。徐光啟也沒在意八股。後來他跟兒子說，都是壹點小技巧，無濟於事。他更關心能強國利民的實學。所以他在沈浸於詩歌和八股文的同時，也閱讀了大量的藝術書籍和科技書籍。
萬歷二十八年(公元1600年)是徐光啟人生旅途中極其重要的壹年。這壹年，他在南京遇到了意大利耶穌會傳教士利瑪竇。關註科技的徐光啟被這位傳教士帶來的棱鏡、鐘、日晷等科技產品深深吸引。經過壹年的朋友交往，徐光啟深受利瑪竇的影響，對壹種新穎的西方科技文化印象深刻。次年，明朝舉人徐光啟在南京受洗，正式加入天主教，成為中國歷史上第壹批天主教徒。
徐光啟生活在風雨飄搖的明末:危機重重的時期，國內階級矛盾激化，農民起義堆積如山，東南沿海倭寇入侵加劇，女真族壹次次進攻東北，國家危在旦夕。此時，徐光啟懷著報國之誌，將目光投向科學技術，希望用科學技術最終富國強兵，拯救祖國。在儒家思想占主導地位的中國古代，科技總是被忽視，被誣蔑為“奇技淫巧”。中國的科學技術曾經領先於世界，但在明朝已經落後於西方。因此，當利瑪竇向徐光啟介紹西方先進的科學技術知識時，徐光啟的思想就萌生了借西方先進科學技術來彌補中國科學技術的不足，引進西方實用科學來振興祖國的願望。1600年，他在南京與利瑪竇壹拍即合，次年義無反顧地成為天主教徒，並被封為保羅，這在倫理規範嚴格的明朝是石破天驚之舉。然而，徐光啟此舉並非出於宗教狂熱，他的根本動機是用西方科學技術充實強兵。這種欲望是如此強烈，沒有什麽能阻擋他的決心和理想。不久，壹項前所未有的翻譯和介紹西方科學技術的開創性工作開始了。
翻譯和引進西學將連接中國和西方。
1604年，徐光啟完成了科舉之旅的最後壹站，考中進士，以庶吉士的身份進入國子監。從此，他拋開了壹生厭惡的所有八股文，投身於有益實用的實學。徐光啟是壹個學者型的官員，他用平日裏所學的知識來保存好與壞。針對明朝腐朽的政治、軍事、經濟形勢，他提出了“籌劃去邊防虜蜀”、“辦理宗虜查邊議俸”、“論海防”、“論漕河”等壹系列改革方案。，都是他現階段討論時事的苦心。而徐光啟的合理計劃，卻因為民眾的弱勢話語和大貴族大官僚的排斥反對而無法實施。
這時，利瑪竇也從南京來到北京，從此徐光啟和利瑪。