历史气候学的奠基人
竺可桢是历史气候学的创建人、奠基人，其中历史气候变迁是他用力最多、成就最大的一个领域，蜚声国际科学界。竺可桢在历史气候学上另一大贡献是历史物候学。竺可桢曾经在国内建立了40多个气象站和100多个雨量测量站的中国气象观测网。[12] 他一方面重视物候的观察记录，自1921年留学回国的第二天直到1974年逝世的前一天，他每天观察并记录物候和天气；另一方面广泛收集历史物候资料，他与宛敏渭合撰的《物候学》一书中收集有丰富的历史物候资料和研究成，这在其他国家的物候著作中是少见的。[13]
现代气象科学的贡献
作为中国现代气象科学的奠基人，竺可桢先生始终关注并“尽毕生之力”开展气候变化研究，他关于气候变化的一系列奠基性研究，对于人们今天认识这一全球重大问题，具有基础的科学意义。
在历史地震学上的贡献
竺可桢在历史地震学方面的贡献主要表现在他和李四光共同领导的中国科学院地震工作委员会所组织编制的《中国地震资料年表》及有关研究工作。[13]
在自然科学史研究上的贡献
竺可桢毕生领导中国古代科技成就的发掘事业，目的在于阐明中华民族在世界科技发展中的杰出贡献，以激发民族自尊心、自信心；研究历史上的中外科学文化的交流，促进中国与世界各国人民之间的友好关系。他本人也在天文学史、气象学史、地理学史、科学通史等方面进行研究，发表过许多论文。[14]
“可持续发展”思想贡献
作为“可持续发展”的思想先行者，竺可桢始终从科学视角，关注着中国的人口、资源和环境问题，他不仅在学理上大力关注可持续发展的相关理论问题，而且知行合一，在经济社会发展实践中倾力躬亲，从世界可持续发展思想形成的历史进程看，他的这些思想的提出，标志着中国科学家较早地、独立地关注并研究人口、资源和环境问题，是中国科学界对“可持续发展”理念具有前瞻性的早期探索。
教育成就

竺可桢明确提出大学要培养以天下为己任的领袖人才。
在竺可桢担任浙大校长的13年之中，浙大从原来文理、工、农三个学院 16个系的规模，发展到文、理、工、农、师、法、医七个学院25个系（最多时达30个系）、10个研究所，教授也由原先的70余名发展到200余名，在校学生也由原来的500余人增至2000千余人。先后成为国家高级专门人才的浙大学生（诸如钱人元、程开甲、胡济民、叶笃正、谷超豪等）也达3500余人。换言之，这些人才后来几乎全是新中国科学教育事业的骨干力量。[15]
为纪念竺可桢校长，后人于2000年5月成立了浙江大学竺可桢学院。[16-17]
政治成就

竺可桢是《中国人民政治协商会议共同纲领》的修改者之一。[4]
文学成就

竺可桢从1917年在哈佛大学读书时就养成了记日记的习惯，其中主要记录了气象研究的各种资料。由于战乱，只保存下来1936年到1974年2月6日的日记，共计38年37天，约800万字，这对中国近现代科学史特别对中国科学院院史的研究有很大的价值。[14]
竺可桢一生著作繁多，如果不算其日记的话，他一生的著作是300万字左右。从1966年起，他就差不多没有专门的学术论文问世了，在八年之中他的文字几乎只有信函。这是其主要文学作品。[18]