郭守敬發明了簡儀、赤道經緯和日晷、高表與景符等儀器。元初的天文儀器，大部分都是宋、金時期遺留下來的，儀器破舊已經影響到了精確度。因此郭守敬在原儀器的基礎上進行改制，并在實踐中重新設計。

在三年的時間里，郭守敬改制和重新創造了十多種天文儀器。其中主要的是簡儀、赤道經緯和日晷三種儀器結合利用，用來觀察天空中的日、月、星宿的運動，改進后的儀器不受儀器上圓環陰影的影響。

高表與景符是一組測量日影的儀器，是郭守敬的創新，把過去的八尺改為四丈高表，表上架設橫梁，石圭上放置景符透影和景符上的日影重合時，即當地日中時刻，用這種儀器測得的是日心之影，較前測得的日邊之影更加精密，這是時刻儀器上一個很大的改進。

簡儀，是元代漢族天文學家郭守敬于公元1276年創制的一種測量天體位置的儀器。因將結構繁復的唐宋渾儀加以革新簡化而成，故稱簡儀。簡儀的創制，是中國天文儀器制造史上的一大飛躍，是當時世界上的一項先進技術。歐洲直到三百多年之后的1598年才由丹麥天文學家第谷發明與之類似的裝置。