在20世纪的中国科学发展历程中，竺可桢在各个阶段都是一个关键人物，他也被誉为我国气象学和地理学的一代宗师。同时值得提出的是，他不仅是一位杰出的自然科学家，同时也是一位优秀的科学史家，中国科学史学科建设中最重要的组织者与发动者。
刚刚出版的《竺可桢全集》里收录了他从1916年到1974年59年间各种体裁的已发表或未发表的文稿，其中就有很多关于科学史研究的重要篇章。多年的研究生涯中，竺老从经、史、子、集以及其他文献中收集了大量宝贵资料，这在很大程度上便成为他涉足科学史研究的一个基础。
竺老第一篇科学史论文是1916年5月刊载于《科学》杂志第2卷第5期上的《朝鲜古代之测雨器》，文章考证了“测雨器”的发祥地，纠正了《气候学器械沿革史》中认为测雨器是西人加斯对里(Benedetto Castekki)所为的错误。
在其后几年中，他又相继发表《中外茶叶略史》(1917)和《空中航行之历史》(1919)等文，从文章题目就可以看出，文章内容是对某一领域所经历的历史沿革的梳理或对某一史实的考证，这也是竺老早期科学史研究的一个侧重点，即关注学科的发展历程，用今天的科学史术语来评价，则是“内史”取向的研究。在这方面，竺老在20年代以后还有两篇极为重要的论文，一篇是《论以岁差定<上书·尧典>四仲中星之年代》(1927)，文章用实验手段论证古书记载，在历史学界影响巨大。历史学家徐炳昶认为“必须如此才能配得上说是以科学的方法整理国故!”席泽宗则高度称赞其为“用现代科学方法整理我国古代天文史料的开始”。另一篇文章是《二十八宿起源的时代与地点》(1944)，20世纪以来，中外学者对二十八星宿究竟起源于中国，还是起源于印度或中亚地区，进行了激烈的争论。但在竺老发表文章以前，这个重大的科学史问题并没有得到国人应有的重视。竺老后来又有两篇英文文章对此做了进一步讨论。其中《二十八宿的起源》被收录进《第八届国际科学史大会论文集》，此文是他在这次大会上亲自宣读的。竺老的文章使问题基本得到澄清，“二十八宿确实是起源于中国”的结论得到了肯定。竺老在气候的变迁方面有着杰出的成就，这方面的研究使得他从学科发展的历史很自然地切入到气候本身发展的历史。正是在大量观测天象、阅读文献、对比古今以及辛勤思考总结的基础上，竺老写出了许多直到今天仍极有学术价值的文章。如：《南宋时代我国气候之揣测》(1924)、《中国历史上气候之变迁》(1925)、《中国历史上的旱灾》(1925)、《中国历史时期的气候波动》(英文，1926)、《中国历史时期的气候变化》(英文，1931)、《中国历史时代之气候变迁》(1933)、《民国二十三年夏季长江下游干旱之原因》(1934)等等。历史上的气候是竺老一生关注的重要题材，在这方面他最有影响的两篇文章是《历史时代世界气候的波动》(1962)和《中国近五千年来气候变迁初步研究》(1972)。发表后一篇文章时，竺老已是八十二岁高龄，虽谦称“初步”，实乃他五十年来辛勤积累和思考的结晶。竺老在求学时接受的是西方理性与实证科学传统的熏陶，他本人也极为强调追求真理、实事求是，他常用“博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之”的治学态度和“只问是非，不计利害”的处世哲学来概括“求实”，这种精神和态度贯穿了他的一生。正因如此，竺老在关注历史上的科学人物时，尤其注意他们的治学方法和科学态度。1953年是哥白尼逝世410周年纪念日，这一年竺老先后写了《波兰伟大科学家哥白尼的贡献》、《哥白尼在近代科学上的贡献》、《纪念尼古劳斯·哥白尼》以及《哥白尼在科学革命队伍的前面》等文。他指出哥白尼“是科学向神权挑战的第一人，他直接撼动了中世纪宗教统治的理论基础，旧宇宙观。”因此，他认为恩格斯把哥白尼的不朽著作当作近代科学的独立宣言是非常恰当的。
正是通过对哥白尼、牛顿、伽利略、开普勒等近代科学大师的研究和思考，竺老在《科学之方法与精神》(1941)一文中对科学精神做了很精辟的总结。竺老一直强调自然界的各种因素是相互制约、相互作用的，我们要掌握推动自然变化的规律。实际上，这种科学观也在他的科学史研究中体现出来，“一个人物无论如何伟大，一种运动无论如何风靡，不能离开时代的背景，而可能得到一个合理的解释。”竺老对科学的本质有着自己的理解，对科学史上的重大人物和事件有独到的看法。在纪念世界文化名人托里拆利诞生350周年纪念会开幕式的致词中，竺老提出了一个问题：望远镜的发明迅速推动了天文学的发展，而托里拆利1643年发明气压表之后，气象学却经过了280多年直到一战时期才逐渐发展起来，这是为什么？在《纪念民末先哲徐文定公》(1933)和《近代科学先驱徐光启》(1934)中，竺老从自身实践、对国家贡献以及人格修养等方面将徐光启与他同时代的英国科学家弗兰西斯·培根进行比较，认为光启“贤”而培根“不肖 ”。但是培根后来被认为是西方“实验科学之父”，光启则几乎300年间无人过问。“何二者贤、不肖相去如此甚远，而其学术之发扬光大乃适得其反耶？”这是 “徐之不幸耶？抑亦中国之不幸耶？”竺老的思考集中在社会因素上：航海的需要促进了天文学的发展；没有航空的需要，气象学的发展是缓慢的；中国没有16、 17世纪欧洲那样的社会环境，就不会有对生产的需要，更不会有对科学的需要。“英雄所见略同，以英雄乃时势所造成；时势同则英雄之见解与造诣亦相同。 ”1949年中国科学院成立后不久即提出要从事两项任务：中国科学史的资料搜集和编纂以及近代科学论著的翻译和刊行，这两项具有重要意义的任务落在当时的副院长竺可桢身上。如果说1949年以前，竺老还是把科学史研究作为对专业研究的补充和完善，那么1949年之后，则是竺老开创了科学史在中国走向建制化的局面。在竺老的领导下，1954年成立了中国自然科学史研究委员会；1956年中国自然科学史研究被纳入十二年科学发展规划议程之内；也就是在这一年，时任中科院副院长的竺老率中国科学院代表团出席了9月在意大利召开的第八届国际科学史大会；1957年元旦，中国自然科学史研究室(中国自然科学史研究所前身)在北京孚王府正式挂牌成立；1958年4月，《科学史集刊》创刊，成为当时中国科学史家展示研究成果的重要阵地。为了纪念竺老对中国科学史事业的杰出贡献，中科院自然科学史研究所开设了“竺可桢科学史讲席”，又同国际东亚科学技术与医学史学会合作设立了“竺可桢科学史论文奖”，两项举措的目标都是面向国际学术界推进科学史学科的建设.
