《大衍历》分“历议”和“历术”两大部分，历议论述编历的原理，历术则又细分为步中朔术、发敛术、步日躔术、步月离术、步轨漏术、步交会术和步五星术等，这些是说明计算日月五星位置、运动、时刻和日月交食的方法。为了取得制历的数据，一行组织了大规模的天文测量，研制了新的天文仪器，测量了二十八宿距星及许多恒星的位置，对日月五星进行了大量的新的观测，从而使《大衍历》有了深厚的观测基础。通过观测，一行发现：“日南至，日行最急，急而渐损，至春分及中，而后迟。至北日至，其行最舒，而渐益之，以至秋分，又及中，而后益急”，也就是说冬至时日行最急，夏至时日行最缓。这是对太阳周年视运动比较正确的认识，改正了刘焯以春分前一日日行最急，后一日最舒：秋分前一日最舒，后一日最急的错误说法。《大衍历》的重要成就还有在计算太阳运动时创用定气法，发明不等间距二次差内插法的数学方法，用以计算太阳的位置等。与《皇极历》相比，《大衍历》在计算日食的时候，不但考虑了不同地理纬度对日食的影响，还考虑了季节的影响，月亮视差对日食的影响等，并提出判别日食亏起方位角的方法。《大衍历》也吸收了《麟德历》的数学技巧，以3040为通法，从而得到：1回归年＝日；1朔望月＝日；1周天＝度的基本数据。《大衍历》完善的体系为以后各制历家所效仿。

　　公元762年，因《大衍历》未报代宗宝应元年六月望的月食，改颁郭献之编修的《五纪历》。建中四年（783），又以《正元历》替代了《五纪历》。821年起颁行徐昂编撰的《宣明历》。《宣明历》有一些新发现和新成就，如在日食计算中引出时差、气差和刻差三差，所用近点月与交点月的数值与今采用值相同，是一部较好的历法。唐代最后使用的一部历法是边冈编撰的《崇玄历》，昭宗景福二年（893）颁行。