万历二十一年（1593年），徐光启受聘去韶州任教，在那里结识了意大利传教士郭居静，这是徐光启首次接触传教士。当他从郭居静那儿见到世界地图时，他才知道世上除了中国之外还有许多国家，并且第一次听说人类生活在圆形的地球上，甚至还有人绕着地球航行了一周……这些新鲜事深深地吸引了徐光启，令他对西方的近代自然科学产生了浓厚的兴趣，并且希望自己能够利用科学使国家免受后金的侵扰、使百姓过上安定富裕的生活。
不过，这并不影响徐光启在中西文化交流中发挥作用，他一边在翰林院担任闲散的职务，一边继续进行天文、算法、农学、水利等科学技术的研究，并且从事了不少这方面的翻译或写作。万历四十年（1612年），他与德国传教士熊三拔合译了《泰西水法》，向中国人介绍了西方的水利科学和各种水利机械，这与当时那些热衷于笔墨应酬的文官截然不同。
万历三十二年（1604年），四十三岁的徐光启考中进士，至此结束了他二十三年的科举长跑，开始步入仕途。两年之后，他再次请求利玛窦传授西方的自然科学知识。利玛窦爽快地答应了，他使用的第一本教材就是著名的数学著作《几何原本》。《几何原本》是公元前3世纪左右的希腊数学家欧几里得所作的，它系统地总结了古代劳动人民和学者们在实践和思考中获得的几何知识，第一次完成了人类对空间的认识，是世界上最完整而且流传最广的数学著作。利玛窦每两天给徐光启讲一次课，徐光启从未迟到过。一段时间之后，徐光启完全领会了《几何原本》的深义，并且折服于它的基本理论和逻辑推理，于是建议利玛窦与他一起将它翻译成中文，以弥补我国古代数学的不足之处。于是，从这一年冬天开始，他们就投入了紧张的翻译工作当中。
自明代中叶以来，长江中下游地区以农业和手工业为主的商品经济得到了较明显的发展。在这种社会环境难免给一些人的社会地位带来冲击。徐光启（1562～1633年）字子先，号玄扈，明朝南直隶松江府上海县（今上海市）人，他刚好就诞生在这种社会环境之下，而且其家道已经落入谷底，他的父亲只能弃商从农，所以他生活得并不富裕，但他同时也开始接触农业和手工业、商业等生产活动，并对农业产生了浓厚的兴趣。他二十岁考中秀才之后，白天就以教书为生，晚间则广泛阅读农书。为了进一步钻研农业生产技术，他又博览了古代的天文、水利等著作，进而开始深入研究与水利密切相关的数学著作。从这一点来说，徐光启对西学的贡献是发端于他对农学的兴趣的。
为了达到这一目的，徐光启到处打听精通西洋自然科学的利玛窦的下落，想当面向他请教。直到万历二十八年（1600年），他才在南京见到利玛窦，向利玛窦表达了自己对他的仰慕之情以及想向他学习西方自然科学的愿望。利玛窦一方面想学习中国的文化典籍，另一方面想把徐光启发展为天主教徒，就跟徐光启畅谈起来。可是直到临别时，利玛窦也没有明确地说到底答不答应徐光启学习西方自然科学的请求，只是送了《马尔谷福音》和《天主实义》这两本宣传天主教的小册子给徐光启。徐光启经过三年的考虑之后，携全家一起加入了天主教，成为上海地区最早的天主教徒。
《几何原本》前六卷出版之后，立刻在国内数学界引起了强烈的反响，成为当时从事数学工作的人必读的一本书，促进了中国近代数学的发展。遗憾的是，由于种种原因，徐光启与利玛窦没能再继续合作翻译完《几何原本》的后九卷，直到晚清时代，《几何原本》后九卷的翻译工作才由数学家李善兰完成。
徐光启不仅对中西文化交流做出了巨大贡献，在农业、军事、天文等方面也有很深的造诣，而且农业方面的造诣尤其深厚，是一位不可多得的科学人才。
在中西文化交流的过程中，明朝末期的徐光启发挥了先驱作用。
利玛窦负责用中文逐字逐句地口头翻译，徐光启负责草录，等译完一段之后再字斟句酌地推敲一番，经修改、调整之后定出初译稿。初译稿完成之后，由利玛窦核对，如有错漏之处，利玛窦再重新对照原著仔细地讲述一遍，让徐光启修改过来，如此反复，直到利玛窦认为翻译稿足够准确、流畅而又通俗易懂为止。徐光启对待翻译工作非常认真，经常独自在灯下工作到深夜甚至第二天早上都还没有休息，而且不断地琢磨、推敲，只为了能够将翻译稿做得尽善尽美。现代几何中常用的“几何”、“平行线”、“对角”、“直角”、“钝角”等数学术语，都是由徐光启经过反复推敲确定的。到第二天春天，二个人共同翻译出了《几何原本》的前六卷。这时，利玛窦主张先将前六卷付印，看看有没有人关注再决定要不要继续翻译后九卷。徐光启虽然想在年内将整本书译完，却也不得不同意利玛窦的主张。
