نصیرالدین، صاحب علوم ریاضی و نجوم، در اکثر علوم استاد بوده، خصوصاً در علم ارصادالکواکب و المجسطی. این استاد دانشمند و وزیر خردمند، در پیشگاه هلاکوخان بسیار معزز و محترم بود و به قدری هلاکوخان به خواجه اعتقاد و اعتماد پیدا کرده بود که بدون اجازه او هیچ گاه به مسافرت نمی رفت. خواجه طوسی، زیج ایلخانی را به فارسی تألیف کرده بود. وی افزون بر خدمات سیاسی، علمی و اجتماعی به علما و دانشمندان فرهنگ اسلامی ایران، خدمات زیاد دیگر را ارائه کرده است.