天文歷法方面，祖沖之在長期觀察、精確計算和深入研究歷史文獻的基礎上，創制了《大明歷法》。他首次將歲差引入歷法以提高其準確性，這是中國歷史上的壹大進步。他還在391中采用了144閏月的新閏周，突破了2009年由來已久的65438+7閏月的傳統方法。《大明歷》所用數據多基於長期實測結果，相當準確。根據祖沖之的資料，壹個回歸年的天數是365.38+0438+0平太陽日。相交月份的天數是27.21223平太陽日。木星(當時稱為老恒星)每84年發生壹次日食的結論，相當於發現木星公轉周期為11.858年。這些與測量值非常接近。計算出的五大行星交會周期也是當時最好的結果。他還發明了壹種方法，通過用標準表測量冬季至日前後幾天的正午日影長度來確定冬季至日的時間。這種方法也被後人長期采用。
宋孝武六年(462)，祖沖之上書劉宋朝廷，要求頒布《大明歷》，卻遭到皇帝寵信戴法興的反對。戴法興指責歲差的引入和閏周的改革違背儒家經典，“偽誦經典”。祖沖之據理力爭，針鋒相對，寫了壹篇反駁的論文。他表示“願聞其證，求證其事”，並從歷史文獻和天文觀測中引用了大量事實，對戴法興的論點進行了壹壹反駁。他明確指出天體運行是“有形可證，有數推”，是有規律的。隨著科學的不斷進步，人們不能“相信過去，懷疑現在”，這充分體現了壹個科學家堅持真理、勇於創新的可貴精神。然而，祖沖之的《大李明》並沒有出版。祖宣三次上書朝廷後，推薦了《大李明》，最終在梁武帝田健九年(510)被采納頒布，沿用了80年，對後世歷法產生了重要影響。
祖沖之是壹位博覽群書的科學家和發明家。我對機械原理也有很多研究。他曾設計制造過水錘磨(利用水力加工谷物的工具)、銅驅動的指南針、日行數百裏的“千裏船”、“木牛流馬”。還設計制造過漏壺(古計時器)和精巧的樂器，精通音律。其著述甚多，其中《隋書經籍誌》記載《祖沖之集·長水校尉》五十壹卷，散見於各種史籍，如《篆書》、《九章算術註》、《大明歷書》、《駁戴法興奏章》、《安邊論》、《亦舒集》、《醫老莊議》、《論語》等。大部分已經失傳，現在能看到的只有《尚大明歷》、《大明歷》、《駁戴法興奏折》、《開圈》等幾篇。
他的兒子祖宣和孫祖浩也是南朝著名的天文學家和數學家。為了紀念和表彰祖沖之在科學上的傑出貢獻，建議將355/113的密度比稱為“祖比”。紫金山天文臺已將本站發現的壹顆小行星命名為“祖沖之”，月球背面有壹個以祖沖之命名的隕石坑。