郭守敬是河北省邢台人。在水利、地理、天文、历法、数学等方面，都有很高的造诣。他的祖父是一位精通水利和数学的学者，对少年时代的郭守敬，有很大的影响。幼年时，祖父就把他送到精通天文、地理的老朋友刘秉忠那里读书。刘秉忠和他的挚友张文谦，都是忽必烈很赏识的学者。郭守敬32岁时，张文谦感于他丰富的学识才能，毅然把他推荐给了忽必烈。郭守敬曾就华北大平原的水利、河运发展，提出了六项新建议。此事在元史上曾记载有郭守敬水利六事，据《元书》、《郭守敬传》中说:“中统三年(公元1262年)..·…世祖召见上都(注:今多伦诺尔)，(郭守敬)面陈六事，每奏一事，世祖叹曰:‘任事如此，不为素餐矣。还称赞他:“习知水利，巧思绝人。”元世祖任命他掌管全国水利和运河事宜。曾“授提举诸河渠，寻加副河渠使”，以后又提升为河渠使。在他任河渠使时，他就专心致志地投身于水利事业。他曾为日后开凿京杭大运河衔命进行大面积地理走向和地形、水源、地质、气候等方面的调查和勘测。凡元朝重大的水利工程几乎都与他有关。在大运河开凿之前，他曾随同张文谦视察西北地区的水利建设，修复许多古代的河渠。在京杭大运河开凿线路调查中，他能礼贤下士，相识山东的水利学家马之贞，与他一起筹划开发工程。
《元书》、《河渠志》上记录了他有关水利方面的建议，其中两条是:中都(注:指金朝首都，在今北京西南郊下)旧槽河东至通州，引玉泉水以通舟，岁可省雇车六万络。通州以南，于阴愉河口径直开引，由蒙村跳梁村至杨村运河，以避浮鸡甸盘浅风浪运转之患。他的中心意思是开通从北京经通州至天津的运河(注:通州至夭津叫运粮河，以后称北运河)。顺德伴河东至任城(注:今济宁)失故道，没民田计千三百余项，此水开修成河，其田即可耕种。自小王村经津沱，合入御河(注:即卫河，以后称南运河与会通河接)通行舟袱。这条建议中心意思是开通卫河开展澹运，还能充作灌溉之用。
他在担任河渠使时，又在至元二十八年(公元1284年)再次向元世祖陈述水利十一事。在《元史》卷六十四《河渠志》记载着:“世祖至元二十八年，都水监郭守敬奉诏兴举水利，因建言:疏凿通州至大都河，改引浑水概田，于伯河腼蹼迹导清水，上自昌平县白游村，引神山泉西折南转，过双塔、榆河、一庙、玉泉诸水，至西门入都城，南汇为积水潭。东南出文明门(注:在今北京崇文门北)，东至通州高丽庄入白河，总长一百六十四里一百步。塞清水口12处，共长三百一十步，坝插十处，共二十座，节水以通潜运诚为便益”。元世祖善之这些工程完成后。使原来这条陆运那种“……运管粮岁若千万石，方秋霖雨，驴马路毙，”的惨状得到根本的改变，运粮大幅度提高。
郭守敬不仅精通全国的地理概况概貌，博古通今。他在主持通惠河工程中，对金朝时通州至北京的运河线路事先即作过详细的调查、勘察。他设闸置堰的点，常常挖出金朝时设闸、堰的砖木和基础来，当时开河的军、民、官吏都惊讶他的精确程度。他只用一年多时间就开出这条运河，并一次性地解决了水源问题。在河道中设置许多闸门，斗门。他的闸门、斗门设计得十分科学，凡设闸门的部位一里处又设置斗门，使闸门斗门正好交替起拦水和航运的作用，顺利地解决了由于河床倾斜坡度造成的水位不定、航行不便的困难。完成这种又快又好的工程，没有丰富的地理、水利学识、没有脚踏实地深入了解和掌握开河工程的历史和有关方面的资料，是无法作到的。
郭守敬在他的一生中，除了水利方面的成就外，还为元朝制造了具有世界水平的天文仪器—简仪。简仪的精确度远远高于宋代的天浑仪，他还研制成仰仪，以及以行漏、柜香漏、七宝灯漏等配套的计时设备。古代最精确的《授时历》也是他编制的。这部新历在至元十八年(公元1281年)公布，准确度竞和现在国际通用的格利哥历的周期相同。在300年以前，在没有精密仪器和现代运称设备的条件下，能编制出如此精确的历书，难怪当代各国著名的天文学家都惊叹不已。
