徐光啟勤奮好學，靠的是毅力和動手精神，在農業、天文學、數學等方面都有突出的貢獻。
徐光啟為中國科學技術的發展做出了許多貢獻，但他對農學的研究是最勞動、最傑出的成就。《農業管理百科全書》是他壹生農業研究的見證。
《農業行政百科全書》是徐光啟以實事求是的科學態度，全面總結我國兩千多年來農業科學的成就，並吸收西方農業科學知識編寫的古代農業百科全書。
《農政書》70余萬字，比北魏《齊姚敏書》多7倍，比元代王鎮《農書》多6倍，引用文獻230種。在中國古代農書中，其篇幅是空前的。
《農政全書》共60卷，分為農業資本、農田制度、農耕、水利、農具、樹藝、養蠶、養蠶、種植、畜牧、制造、荒政十二大類(或稱十二大類)。
《農本》壹書共三卷，分別是歷史典故、各派雜文、國家對農業重視程度的考察，這是全書的總論部分。
《田制》壹項，包括《田試》和《田制》兩卷，研究歷代農業田制。
農事分為行政、墾荒、定時、占侯四個部分，共六卷。《嬴政》講的是田間管理的生產技術，分上下冊；填海也是第壹、二卷，是這個目的的重點。計時和占侯是講氣象的。
水利學共九卷，包括水利工程、農田水利、太西水法等。“水利工人是農業的基礎”，“沒有水就沒有田”，這是徐光啟農田水利建設的指導思想。《太西水法》是他翻譯的水利專著。
《農具》共四冊，專門介紹農業生產工具的制造和使用方法，並附有地圖集。
樹藝共六冊，分為谷類、(Lu ǒ)、蔬菜、水果四個部分。它是關於谷物、水果和蔬菜的。
《蠶業目錄》分木棉、麻兩卷，是關於木棉、麻(苧麻、大麻、檾麻、葛藤)的栽培利用。
種植分為四冊，包括種子法、木部、雜部三個部分。《木部》講述了榆樹、松樹、烏桕、漆樹等30種樹木的種植方法。《雜部》分為兩卷，講述了竹子、白菜、菊花、紅花、紫草等20多種植物的栽培方法。
“牧業”和“制造業”各有壹冊。前者講馬、牛、豬、羊等家畜的飼養，以及狗、貓、魚、蜂的飼養方法；後者介紹了鹽、醬、醋、醬菜的制作方法。
荒政是全書的最後壹項，分為《荒政概論》、《荒政考》、《荒政草》、《野食譜》等幾個部分，共18卷，占全書近1/3，可見作者良苦用心。
墾荒、水利、荒政是該書的重點，集中體現了他的墾荒建軍、興農興水、備荒防災、發展農業的思想，也是他當時振興農業的三項政治措施，是該書區別於其他農業書籍的顯著特點之壹。書名可能也來源於此。
徐光啟雖然寫了《農政全書》，但並沒有忽視科學技術。在這本書中，他對這壹時期的農業生產經驗做了全面的總結。它的主要貢獻是:
(1)系統總結了棉花和紅薯的栽培經驗。在棉花種植上，他用14字總結了“精挑細選、早栽、深根短莖、稀植施肥”的經驗。在紅薯上，他總結了紅薯的農藝特性，提出了“紅薯十三勝”。同時介紹了各種無性繁殖的方法和用種子繁殖的思想。
(2)系統總結蝗蟲的生活史，提出清除蝗蟲孳生地以根除蝗災的思想和其他滅蝗方法。
(3)介紹了西方科學知識。比如農田水利方面“太西水法”的出臺就是壹例。因此，在中國農業科技史上，徐光啟及其《農政全書》具有傳播近代西方科學知識的最早歷史地位。