采用391年置144闰的新闰周，比以往历法采用的19年置7闰的闰周更加精密。定交点月日数为27.21223日（今测为27.21222日）。交点月日数的精确测得使得准确的日月食预报成为可能，祖冲之曾用大明历推算了从元嘉十三年（公元436年）到大明三年（公元459年），23年间发生的4次月食时间，结果与实际完全符合。得出木星每84年超辰一次的结论，即定木星公转周期为11.858年（今测为11.862年）。给出了更精确的五星会合周期，其中水星和木星的会合周期也接近现代的数值。提出了用圭表测量正午太阳影长以定冬至时刻的方法。