务就是编纂一部《崇祯历书》，实际就是编纂一部西方的数理天文学知识集成。历局的成立意味着西方古典天文学系统传入中国，中西天文学交流沟通的开始。
历局在徐光启主持下，经过十多年的辛勤工作，终于1634年12月完成了卷帙浩繁的《崇祯历书》，共计46种一百三十七卷。内容分“五目“、“六次“。
“五目“指的是:法原，即天文学基本理论，包括球面天文学原理;法数，即天文数表，附有使用说明;法算，即天文计算必备的数学知识，包括平面和球面三角学几何学;法器，天文仪器知识;会通，指中国传统方法和西历度量单位的换算。
“六次“指的是:日躔历、恒星历、月离历、日月交会历、五纬星历、五星交会历六种。包括日月五星运动，恒星方位，日月交食，节气，朔望等的中西换算。《交食历指》四卷，《交食历表》二卷、《交食历指》三卷、《交食诸表用法》二卷、《交食蒙求》一卷、《古今交食考》一卷，《恒星出没表》二卷和《交食表》四卷。
此外，经汤若望翻译编著的有关书籍还有:《测天约说》二卷、《测日略》二卷、《学历小辨》一卷、《浑天仪说》五卷、《日躔历指》一指、《日躔表》二卷、《黄赤正球》一卷、《月离历指》四卷、《月离表》四卷、《五纬历指》九卷、《五纬表说》一卷、《五纬表》十卷、《恒星历指》三卷、《恒星表》二卷、《恒星经纬图说》一卷、《交食》九卷、《八线表》二卷、《新法历引》一卷、《历法西传》二卷、《新法表异》二卷。此外还有《西洋测日历》、《新历晓惑》各一卷，以及《赤道南北两动星图》、《恒星屏障》等书与图。汤若望还分别为罗雅谷等人撰写的文学方面的著作做过校订，如《比例规解》、《测量全义》、《筹算》等书。
《崇祯历书》是对中国传统历法的重大改革，其特点有:其一重视理论基础，法原部分约四十卷，占全书的三分之一左右，总体上采用了第谷体系;其二引入本轮、均轮等整套小轮系统解释天统解释天体运动的速度变化，计算须采用几何学;其三引入地球概念和经纬度及其有关的测定计算方法;其四引入球面和平面三角学，大大简化了计算手续，提供了准确的计算公式;其五引入蒙气差的数值改正，区别了冬至点和日行最速点(即近地点)的不同;其六引进了欧洲天文学中的一些度量制度，如分圆周为三百六十度，分一日为九十六刻，采用六十进位制等等;其七引进了严格的黄道坐标系，采用从赤道起算的九十纬度制和十二次系统的经度制;其八在历日制度上，彻底采用定朔、定气注历，并以无定中气之月为闰月。
《崇祯历书》的编撰完成，标志着中国天文学从此纳入世界天文学发展的共同轨道。尽管这部历书还有不完善之处，但在中国历法发展史上是一次划时代的进步。
崇祯十四年末，他完成了《崇祯十五年》新历，并将其进呈皇上。
汤若望在此次修历过程中，