李之藻与利玛窦交往甚深，曾随利玛窦学习西洋历算，主张西法，一生致力于介绍西方天文学、数学、逻辑学等。主要译著有：天文学方面，与利玛窦合译了西方天文学著作《浑盖通宪图说》2卷和徐光启、罗雅谷合译了《日躔表》1卷。数学方面，最有影响的译著是《圆容较义》和《同文算指》（利玛窦口授，李之藻笔录）。《同文算指》于1614年刊行，是中国介绍欧洲笔算的第一部著作。逻辑学方面，与葡萄牙人傅汛际合译亚里斯多德名著《名理探》，为西方逻辑学在中国最初之译本。此外还有译著《经天盖》、《简平仪说》、《坤舆万国全图》、《天文初函》等10余部。

李之藻在去世的前一年（1629年，崇祯二年），编刻了我国第一部西学译著丛书《天学初函》。该丛书收集了明末西学译著文献20种，52卷，宗教、科学各10种。 李之藻还参与了《几何原本》的翻译工作，《崇祯历书》的编撰工作。