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年正月二十九日（1674年3月6日）将《新制灵台仪象志》共十六卷进呈，并请镂版刊行。乾隆年间，《新制灵台仪象志》被收入《钦定仪象考成》（1752）；又被收入《古今图书集成·历象汇编·历法典·仪象部》，但有图无表。
在南怀仁完成了观象台仪器的改造之后，他又接到了了清廷的新命令，——预推未来一两千年的历表。 康熙十七年七月，《康熙永年历法》三十二卷编撰完成。南怀仁将汤若望天顺治二年十二月所着诸历及二百年恒星表，相继预推到数千年之后。《康熙永年历法》实际上是一部天文表。它分为八个部分——日、月、火星、水星、木星、金星、土星、以及交食，每一部分名四卷。各部分的开始给出一些基本数据，然后给出某一天体二千年的星历表。根据这些星历表，就可以很容易地编出民历。清代，由于平叛战争、抵抗外敌侵略和统一中国的需要，康熙年间曾大量制造火炮。自康熙十四年至六十年（1675-1721），清政府制造各类火炮达905门之多。无论在造炮的规模、数量和种类方面，还是在制炮的技术和火炮的性能方面，都达到了清代火炮发展的最高水平。而南怀仁则对此做出了巨大的贡献。 南怀仁与利类思和安文思合着的《御览西方要纪》，是一部地理学着作，内容涉及欧洲的一般地理知识、以及社会和文化生活的各个方面。《西方要纪》一卷，包括国土、路程、海舶、海奇、土产、制造、西学、服饰、风俗、法度、交易、饮食、医学、性情、济院、宫室、城池、兵备、婚配、教法、西士等共21节。与康熙七年进呈。南怀仁在《西方要纪》的末尾，没有忘记强调基督信仰对欧洲文明的重要作用，并对中国皇帝给予来华传教士的礼遇洪恩表示了感激之情。
南怀仁最着名的西文着作是《欧洲天文学》（Astronomia Eu-ropaea,1687）。其手稿由柏应理带到欧洲，于1687年以拉丁文在欧洲迪林根出版。 南怀仁博闻多能，深精西方科学知识。《欧洲天文学》一书的内容几乎涵盖了当时在中国介绍的西方所有科技知识。 在着作中多处引用《几何原本》中的命题，并将几何学方面的许多知识介绍到中国。在《仪象学》中，有多幅图表示了几何作图的知识。在介绍几何作图的同时，也介绍了西方当时使用的作图和测量工具。 在《仪象志》、（1674）和《穷理学》（1683）两部着作中，介绍了力学基础知识，包括重力、重量、重心、比重、浮力、材料强度、单摆、自由落体运动等知识。同时还介绍了光的折射和色散方面的知识。 南怀仁在《新制灵台仪象志》中，介绍了机械方面的许多知识。他的另一部未刊刻的着作《穷理学》也包含了关于简单机械的相当丰富的知识。《穷理学》于康熙二十二年八月二十六日（1683年10月16日）进呈，共60卷，是南怀仁最重要的一部着作，详细叙述了天平、等子、杠杆、滑车、圆轮和藤线等六种简单机械的性质、原理、计算和应用。并运用到实际中，1661年和汤若望一起利用定滑轮、动滑轮和滑轮组，在他们的指挥下，200名工匠齐心协力操作，终于将大钟移到了预定位置悬挂在钟楼里。还运用机械原理运送孝陵大石牌坊的石料过卢沟桥。还将《几何原本》译成满文。
南怀仁曾在中国与俄罗斯等国的外交接触中担任过不可缺少的角色。1676年5月15日（康熙十五年四月初三日），沙皇俄国派遣的特使尼果赖（1636～1708）等一行到达北京。这位使臣虽掌握希腊文、拉丁文等多种欧洲语言，却不通任何东方语言。通晓多种欧洲语言又精通满语与汉语的南怀仁成为此次中俄沟通的桥梁。南怀仁希望促其两国实现和平，缔结和约，虽然南怀仁1688年1月28日不幸去世。但是他的愿望被他的同会徐日升和张诚继承下来。 1689年
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