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引起巨大的反响，成了明末从事数学工作的人的一部必读书，对发展我国的近代数学起了很大的作用。 后来，徐光启虽然没有能够再和利玛窦一起译出《几何原本》的后九卷，但他又陆续写了许多其他的科学著作。
万历三十五年（1607）散馆，授翰林院检讨，不久丧父，返乡守制。
万历三十八年（16l0）徐光启守制期满，回京复职，此后除几次临时性差事之外，一直担任较为闲散的翰林院检讨。和当时一般文人官吏热衷于笔墨应酬不同，徐光启用较多的时间进行天文、算法、农学、水利等科学技术研究，从事了不少这方面的翻译和写作。在写给亲戚的信中徐光启自述道：“昨岁偶以多言之故，谬用历法见推……惟欲遂以此毕力，并应酬文墨一切迸除矣。何者？今世作文集至千百万言者非乏，而为我所为者无一有。历虽无切于用，未必更无用于今之诗文也。况弟辈所为之历算之学，渐次推广，更有百千有用之学出焉。如今岁偶尔讲求数种用水之法，试一为之，颇觉于民事为便……弟年来百端俱废者，大半为此事所夺。”（《徐光启集&；#8226；致老亲家书》）其中的“用水之法”，指的是万历四十年（1612）与传教士熊三拔（S．de Ursis）合译的《泰西水法》，书中介绍了西洋的水利工程作法和各种水利机械。
在此期间，徐光启还与传教士合作再次校订了《几何原本》并出版了第二版。同时他还为李之藻与利玛窦合译的《同文算指》（此书介绍了西方的笔算数学）、熊三拔编著的介绍天文仪器的《简平仪说》等书写了序言。 这些序言表达了徐光启对传人的西方科技知识的看法。
向传教士学习科技知识的同时，徐光启对他们的传教活动也进行了协助，帮他们刊刻宗教书籍，对传教士的活动也有所庇护。徐光启的这许多行为，多被朝臣误解，加上与其他官员的一些意见不合，因此他辞去工作，在天津购置土地，种植水稻、花卉、药材等。万历四十一年至四十六年（16l3—1618）间，他在天津从事农事试验，其余时间则多是往来于京津之间。这期间，徐光启写成“粪壅规则”（施肥方法），并写成他后来的农学方面巨著《农政全书》的编写提纲。
万历四十六年（1618）北方后金叛乱军队袭击边关，经人介绍推荐，明廷召徐光启于病中。徐光启在写给焦竑的信中写道：“国无武备，为日久矣，一朝衅起，遂不可文。启才职事皆不宜兵戎之役，而义无坐视，以负国恩与师门之教”。他不但自己力疾赴命，同时还感召别人放弃安适生活，共赴国难。至天启三年（1621）的三年多时间里，徐光启从事逃兵、练兵的工作。这时他虽已年近60，而保国守土的爱国忠心，昭昭可鉴，不让壮年。
万历四十七年（16l9），徐光启以詹事府少詹事兼河南道监察御史的新官衔督练新军。他主张“用兵之道，全在选练”，“选需实选，练需实练”。这期间他写了各种军事方面的奏疏、条令、阵法等等，后来大都由他自选编入《徐氏庖言》一书之中。但是由于财政拮据、议臣掣肘等原因，练兵计划并不顺利，徐光启也因操劳过度，于天启元年（1621）三月上疏回天津“养病”，六月辽东兵败，又奉召入京，但终因制造兵器和练兵计划不能如愿，十二月再次辞归天津。
魏忠贤阉党擅权时，为笼络人心，曾拟委任徐光启为礼部右侍郎兼翰林院侍读学士协理詹事府事的官职，但徐光启不肯就任，引起阉党不满，被劾，皇帝命他“冠带闲住”，于是他回到上海（1624）。在上海“闲住”期间，他进行《农政全书》的写作（1625一1628）。徐光启自编的军事论集《徐氏庖言》，也是此时刊刻出版的。天启五年（1625）阉党弹劾徐光启练兵为“孟浪无对”、“骗官盗饷”、“误国欺君”等等，《徐氏庖言》的出版正是对这些不实之词的回答。
崇祯帝即位，杀魏忠贤，阉党事败。崇祯元年（1628），徐光启官复原职，八月，充日讲官，经筵讲官，为天子师。崇祯二年，他又升为礼部左侍郎，三年升礼部尚书，已是朝廷重臣。
这期间，徐光启对垦荒、练兵、盐政等方面都多所建白，但其主要精力则是用于修改历法。前此自从与传教士接触之后徐光启即留心天文历法。 万历四十年（16l2）就有入推荐由徐光启督修改历，未成。至此崇祯二年（1629）五月朔日食，徐光启恢西法推算，其结果较钦天监为密，九月，朝廷决心改历，令徐光启主持。徐光启从编译西方天文历法书籍人手，同时制造仪