除了建國號、隆祀典、營造都城之外，忽必烈還重新修訂了曆法。主持這項工作的是著名的天文學家，也是劉秉忠的學生郭守敬。郭守敬是邢台人，既是大天文學家，也是水利學家和數學家，主持修訂了當時最為準確的曆法《授時歷》。他製作了很多當時世界上最為精良的天文觀測儀器，並在天下四方設置了27個觀測地點，對於地球繞太陽一周和月球繞地球一周的時間測算，與現在的公曆完全一致，但比公曆早了300年。他將一年劃分為二十四節氣，如果某個月沒有跨兩個節氣，那麼這個月就閏一次。國際天文學會為了紀念他，將月球上的一個環形山命名為郭守敬。
忽必烈還制定蒙古文字和定立國教，這兩件事都跟一位西藏高僧八思巴有關。八思巴1235年出生在現在西藏的薩迦縣，在《元史·釋老傳》中有關於他的簡要記載。八思巴生七歲，誦經數十萬言，能約通其大義，國人號之聖童。他在十五歲的時候見到了忽必烈。這時候還是蒙哥汗當政，一番談話後，忽必烈對這個少年十分敬重佩服。八思巴十七歲的時候，成為喇嘛教中薩迦派的教主。等到1260年忽必烈剛剛即位後，就將八思巴尊為國師。
元世祖對於宗教採取寬容政策，當時在大蒙古帝國各種宗教並立，由來自歐洲的基督教，來自中國的道教，來自中東地區的回教，也有漢地佛教和西藏的喇嘛教。忽必烈設立了總制院總管天下的各種宗教，由八思巴領院事，也就是總負責人。後來總制院改名為宣政院，由帝師也就是皇帝的老師總管，下面設兩個院使，其中一人還是國師推薦僧人擔任。元世祖的這種安排，確立了西藏的兩元領導結構，《元史》中說：「於是帝師之命，與詔敕並行於西土。」從此西藏正式成為中國的一部分，而不再象唐朝那樣僅僅是朝貢關係。◆