祖沖之的成就主要體現(xiàn)在數(shù)學(xué),機(jī)械,歷法三個方面。祖沖之提出了用圭表測量正午太陽影長以定冬至?xí)r刻的方法，發(fā)明了千里船、水碓磨，發(fā)現(xiàn)了圓周率，重制了指南車，研制出大明歷、述異記。

數(shù)學(xué)史上的創(chuàng)舉——“祖率”

祖沖之算出圓周率（π）的真值在3.1415926和3.1415927之間，相當(dāng)于精確到小數(shù)第7位，簡化成3.1415926，祖沖之因此入選世界紀(jì)錄協(xié)會世界第一位將圓周率值計算到小數(shù)第7位的科學(xué)家。祖沖之還給出圓周率(π)的兩個分?jǐn)?shù)形式：22/7（約率）和355/113（密率），其中密率精確到小數(shù)第7位。祖沖之對圓周率數(shù)值的精確推算值，對于中國乃至世界是一個重大貢獻(xiàn)，后人將“約率”用他的名字命名為“祖沖之圓周率”，簡稱“祖率”。

天文成就

祖沖之對木、水、火、金、土等五大行星在天空運(yùn)行的軌道和運(yùn)行一周所需的時間，也進(jìn)行了觀測和推算，給出了更精確的五星會合周期。中國古代科學(xué)家算出木星（古代稱為歲星）每十二年運(yùn)轉(zhuǎn)一周。西漢劉歆作《三統(tǒng)歷》時，發(fā)現(xiàn)木星運(yùn)轉(zhuǎn)一周不足十二年。

祖沖之進(jìn)行了重新測量，得出木星每84年超辰一次的結(jié)論，即定木星公轉(zhuǎn)周期為11.858年（今測為11.862年）。并得出更精確多五星會合周期，木星398.903日（誤差0.019日），火星780.031日（誤差0.094日），土星378.070日（誤差0.022日），金星583.931日（誤差0.009日），水星115.880日（誤差0.002日）。

機(jī)械制造

祖沖之設(shè)計制造過水碓磨、銅制機(jī)件傳動的指南車、千里船、定時器等。在中國古代指南車的名稱由來已久，但其機(jī)制構(gòu)造則未見流傳。三國時代的馬鈞曾造指南車，至?xí)x再次亡失。東晉末年劉裕攻長安，得后秦統(tǒng)治者許多器物，其中也有指南車，但“機(jī)數(shù)不精，雖曰指南，多不審正，回曲步驟，猶須人功正之”。南朝宋昇明年間(477-479年)蕭道成輔政，“使沖之追修古法。沖之改造銅機(jī)，圓轉(zhuǎn)不窮而司方如一，馬鈞以來未有也?！弊鏇_之所制指南車的內(nèi)部機(jī)件全是銅的，它的構(gòu)造精巧，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，無論怎樣轉(zhuǎn)彎，木人的手常常指向南方。

祖沖之改良了水碓磨。在西晉初年，杜預(yù)改進(jìn)發(fā)明了“連機(jī)碓”和“水轉(zhuǎn)連磨”。一個連機(jī)碓能帶動好幾個石杵一起一落地舂米；一個水轉(zhuǎn)連磨能帶動八個磨同時磨粉。祖沖之又在這個基礎(chǔ)上進(jìn)一步加以改進(jìn)，把水碓和水磨結(jié)合起來，生產(chǎn)效率就更加提高了。這種加工工具，中國南方有些農(nóng)村還在使用著。

祖沖之還設(shè)計制造過一種千里船，史載“又造千里船，于新亭江試之，日行百余里”。它可能是利用輪子激水前進(jìn)的原理造成的，一天能行一百多里。

祖沖之曾制造過“欹器”。這種器具用來盛水“中則正，滿則覆”，古人常放置在身邊以自警，“晉時杜預(yù)有巧思，造欹器三改不成”。南齊永明年間竟陵文宣王蕭子良“好古，沖之造欹器獻(xiàn)之”。

水碓磨：

祖沖之也制造了很有用的勞動工具。他看到勞動人民舂米、磨粉很費(fèi)力，就創(chuàng)造了一種糧食加工工具，叫作水碓磨。古代勞動人民很早就發(fā)明了利用水力著米的水礁和磨粉的水磨。西晉初年，杜預(yù)曾經(jīng)加以改進(jìn)，發(fā)明了“連機(jī)碓”和“水轉(zhuǎn)連磨”。一個連機(jī)碓能帶動好幾個石杵一起一落地舂米；一個水轉(zhuǎn)連磨能帶動八個磨同時磨粉。祖沖之又在這個基礎(chǔ)上進(jìn)一步加以改進(jìn)，把水碓和水磨結(jié)合起來，生產(chǎn)效率就更加提高了。這種加工工具，我國南方有些農(nóng)村還在使用著。

千里船：

祖沖之還設(shè)計制造過一種千里船。它可能是利用輪子激水前進(jìn)的原理造成的，一天能行一百多里。

定時器：

根據(jù)春秋時代文獻(xiàn)的記載，祖沖之制作了一個“欹器”，送給齊武帝的第二個兒子蕭子良。欹器是古人用來警誡自滿的器具。器內(nèi)沒有水的時候，是側(cè)向一邊的。里面盛水以后，如果水量適中，它就豎立起來；如果水滿了，它又會倒向一邊，把水潑出去。這種器具，晉朝的學(xué)者杜預(yù)曾試制三次，都沒有成功；祖沖之卻仿制成功了。由此可見，祖沖之對各種機(jī)械都有深刻的研究。