清代的康乾盛世，是中国封建社会最后的一到辉煌，它以超越前代的光芒照亮了18世纪的中国，思想文化遍地开花，经济繁荣发展。
我国古代的历朝历代的政府都非常重视历法的修订和颁行，在天文历法方面也曾出现过多次相关的变革和更新。元代以前的700多年里，中国一直沿用南北朝时期科学家祖冲之创制的《大明历》，但是其误差太大，给人们的生活带来很多不便，于是在元世祖时期，郭守敬接受修订新历法的任务，耗时三年左右的时间编制完成《授时历》。《授时历》中的计时方式在明代通行的《大统历》中得到沿用。
但是由于《授时历》沿用的时间过于久远，所以当时《大统历》的误差还是很大。据历史记载，明代钦天在利用此种历法预报日月食等天象时，常常出现预测不准的情况，这直接影响到了农时的安排和农业生产的结果，进而直接关系到国家的安定和人民的生活。但是由于明朝政府找不到精通天文测算的人才负责修改历法的工作，所以这项工作虽然一直牵动政府的心，但一直未能确切地着手进行。
到了明朝末年，伴随着西学东渐的热潮，出现了一些热衷于西方天文知识的士大夫，例如徐光启、李之藻等。他们和利玛窦等耶稣会的传教士来往密切，能接触到当时比较先进的知识和技术。
后来徐光启等人向皇帝引荐了利玛窦等人，并提出修订新历的建议，获得皇上的认可。于是他们又诚心邀请到了当时一些擅长天文的传教士，如熊三拔、庞迪我、邓玉函、汤若望等人，共同组建了修历局，应用、借鉴西方知识，用近10年的心血共同编写完成了《崇祯历书》。此书规模宏大，涵盖天文学基本理论、天文表、必需的数学知识、天文仪器使用以及中西度量单位换算表等多方面的内容。在当时影响巨大。
但是，参与编著此书的人后来认为这个历法还有跟进的空间，梦想再次实现历法的再次变革，并利用自己的业余时间在《崇祯历书》的基础上做了精进，并于明末写成了《时宪历》。
在清军入关后，汤若望向当时的统治者提出了改进历法的建议，实际上是想让清廷颁行《时宪历》，但是并未被采纳。
1644年9月1日（顺治元年八月初一），发生日食，顺治帝命令大学士冯铨和汤若望对此天象进行观测，并亲自带领修历局的众多监生官员前去观望。当日，冯铨和汤若望携待望远镜等天文仪器，和皇帝、百官一齐赶赴观象台进行观测试验。在此之前，他们二人已经利用更先进的西洋新法，对日食的初亏、食甚、复圆时间进行了预先的演算。结果实际情况与预计的时刻分秒不差，就连日食的方位也差值甚微。当场，顺治皇帝还让人用《大统历》对日食进行了类似的演算，结果和实际情况有很大的误差。
经过这番比较，清廷便下定决心采用西方历法，命汤若望着手历法修订。顺治二年，颁布了汤若望制定的《时宪历》，并封汤若望为钦天监监正，负责相关方面的事务。
《时宪历》的完成是我国历法史上第五次，也是最后一次大变革。编著者在保留旧历结构的基础上，采纳了西洋法数的计算方式。和历代的历法书籍比起来，这本书有以下几点创新。
第一，《时宪历》在比较科学的宇宙理论基础之上建立自己的天文计算方法。我国的传统历法往往偏重计算而轻视理论，在天文理论建设方面缺乏重视和自觉。在这种思想的影响下，前四次的历法变革，也主要集中在数据和计算公式的修改上。相较之下，《时宪历》自觉地立论于丹麦天文学家第谷·布拉赫的天体运行论进行演绎，是一种比较大胆和创新的做法。天体运行论虽然落后于哥白尼的日心地动说，但从历法的角度分析，这个理论对天体运行规律的解析，要比我国传统的宇宙模型更具合理性和科学性。
第二，《时宪历》充全采用了欧洲几何学的计算系统来完善自身的计算方法，还引进了球向三角学、经度、纬度、时差等新的科学名词。此外还把周天分成三百六十度，将进位制从百位制改为六十位制，在计时方法上采用二十四小时九十六刻的单位，以此来区别于我国传统历法所用的内插法经验公式的代数学体系。
第三，《时宪历》不再把全年分成二十四份，而是采用定气注历制度，以太阳在黄道上实际移动的位置作标准来判明节气，从而废除了我国传统历法所使用的“恒气”注历制度。依靠这种注历制度做出的节气安排更贴合太阳的运动规律，也更利于农事活动的安排。
综合这三点，我国的天文历法当时已经踏入了近代科学的领域。《时宪历》的颁行还标志着我国已经吸收了欧洲古典天文学的精华。这对我国古代天文学的发展和农业生产活动都产生了直接或间接的影响。
可是，任何领域的新旧更替都免不了受到守旧势力的阻碍。新历法的颁布受到守旧派的反对抵制也是可避免的事。
康熙帝早年间，鳌拜凭借卓绝功勋充任辅佐大臣，并趁机操握权柄，结党营私。在鳌拜摄政期间，他所代表的守旧派和当时的新历法派之间就发生了一场激烈的历法战争。在这场战争中，新历派受到守旧派的打压，其代表人物汤若望深陷囵圄，《时宪历》也因此一度停用。
后来，鳌拜集团被清除，康熙亲政。然后命人实测，得出西方历法更科学，汤若望等人的案件才得以昭雪，《时宪历》也获得继续推行的机会。此后，康熙重用汤若望的后人南怀仁，命其遵照欧洲的先进方法和度量衡制度，主持建造天文仪器。最后，南怀仁不负圣恩，制成黄道经纬仪、赤道经纬仪、地平经纬仪、天体仪、纪限仪等精密仪器，并用这些新制仪器装备了京城观象台。此后，钦天监在进行测算时，大多是利用这些新仪器来进行的。
除了《时宪历》，清代民间的天文活动也很活跃，主要的代表人物有王锡阐。他的《晓庵新法》和《五星行度解》博得同时代学者如顾炎武、梅文鼎的高度赞扬。
清代的其他重要天文著作，如《历象考成》和《历象考成后编》，也是在耶稣会传教士的参与下完成的。特别是钦天监编纂的《历象考成后编》从理论到计算方法，已经废止了第谷的天体运行说，新采用了牛顿测定的数据和地心系的椭圆运动理论。
法国传教士蒋友仁在1760年（乾隆二十五年）时，向皇帝进献《坤舆全图》，有意愿向我国介绍开普勒的行星运动三定律和哥白尼的日心说，但朝廷上的文武百官对其丝毫不感兴趣，更有甚者嗤之以鼻。当时的一些学者同样不够重视新的科学，像阮元这样的著名学者然也会认为哥白尼为说至于上下易位，动静倒置，则离经叛道，不可为训，固未有若是甚焉者也。
总的来说，我国的天文历法在世界上是具有相当高的水准，清时的天文历法的总体发展状况也十分值得后人赞叹。
清时天文历法的精进革新与西方传教士的关系密不可分，缺少了他们带来的先进学说和知识，这个时期的历法创新将会少些新锐色彩。与此情况相类似的是我国的地图测绘技术。
地图测绘在我国有着悠久的历史和杰出的成就，但是由于长期的科学知识和地理知识的欠缺，当时绘制的地图全是平面图，而且里程计算不能完全符合地球表面的弧度。
随着到中国的传教士的增多，西方的地理知识和经纬度测绘方法不断被引进。这些让清时的中国学者大开眼界，同时也引起了当时统治者对地图测绘技术的重视。
1708年（康熙四十七年），清廷邀请何国宗、明安图等中国学者和士雷孝思、杜德美、白晋等法国传教士，共同参与全国范围内的地图测绘工作。
测量人员采用当时最先进的经纬度测绘方法，跋山涉水实地测量，足迹遍布全国各地，东北至黑龙江以北，北至蒙古，西南至西藏、青海，东南至台湾，历经10年努力，于1718年（康熙五十八年）将实测结果和地方志结合汇总，绘制成《皇舆全览图》。
该图采用梯形投影法绘制，比例尺为1：1400000，是当时我国采用近代科学方法，经过实地勘测绘制而成的第一幅详细的全国地图。其绘图水平极高，李约瑟感叹道，它“不但是亚洲当时所有的地图中最好的一幅，而且比当时的所有欧洲地图更好、更精确”。
1760年（乾隆二十五年），乾隆皇帝命人在《皇舆全览图》基础上进行完善，完成后将《皇舆全览图》更名为《乾隆内府舆图》。此图比《皇舆全览图》更加详细完备，在具体信息上也更加准确。