祖冲之设计制造过水碓磨、铜制机件传动的指南车、千里船、定时器等 。在中国古代指南车的名称由来已久，但其机制构造则未见流传 。三国时代的马钧曾造指南车，至晋再次亡失 。东晋末年刘裕攻长安，得后秦统治者许多器物，其中也有指南车，但“机数不精，虽曰指南，多不审正，回曲步骤，犹须人功正之” 。南朝宋昇明年间(公元477-479年)萧道成辅政，“使冲之追修古法 。冲之改造铜机，圆转不穷而司方如一，马钧以来未有也 。”祖冲之所制指南车的内部机件全是铜的，它的构造精巧，运转灵活，无论怎样转弯，木人的手常常指向南方 。祖冲之改良了水碓磨 。在西晋初年，杜预改进发明了“连机碓”和“水转连磨” 。一个连机碓能带动好几个石杵一起一落地舂米；一个水转连磨能带动八个磨同时磨粉 。祖冲之又在这个基础上进一步加以改进，把水碓和水磨结合起来，生产效率就更加提高了 。这种加工工具，中国南方有些农村还在使用着 。
祖冲之还设计制造过一种千里船，史载“又造千里船，于新亭江试之，日行百余里” 。它可能是利用轮子激水前进的原理造成的，一天能行一百多里 。祖冲之曾制造过“欹器” 。这种器具用来盛水“中则正，满则覆”，古人常放置在身边以自警，“晋时杜预有巧思，造欹器三改不成” 。南齐永明年间竟陵文宣王萧子良“好古，冲之造欹器献之” 。
他还设计制造过漏壶（古代计时器）和巧妙的欹器，并精通音律 。他的著述很多，《隋书·经籍志》著录有《长水校尉祖冲之集》五十一卷，散见于各种史籍记载的有《缀术》、《九章算术注》、《大明历》、《驳戴法兴奏章》、《安边论》、《述异记》、《易老庄义》、《论语孝经释》等 。其中大部分已失传，现在仅能见到《上大明历表》、《大明历》、《驳戴法兴奏章》、《开立圆术》等有限的几篇 。其子祖暅、孙祖皓也都是南朝有名的天文学家和数学家 。
为了纪念和表彰祖冲之在科学上的卓越贡献，人们建议把密率355/113称为“祖率”，紫金山天文台已把该台发现的一颗小行星命名为“祖冲之”，1967年国家天文学家联合会把月球上的一座环形山命名为“祖冲之环形山” 。

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