在中西文化交流的過程中，明朝末期的徐光啟發揮了先驅作用。
自明代中葉以來，長江中下游地區以農業和手工業為主的商品經濟得到了較明顯的發展。在這種社會環境難免給一些人的社會地位帶來衝擊。徐光啟（1562～1633年）字子先，號玄扈，明朝南直隸松江府上海縣（今上海市）人，他剛好就誕生在這種社會環境之下，而且其家道已經落入谷底，他的父親只能棄商從農，所以他生活得並不富裕，但他同時也開始接觸農業和手工業、商業等生產活動，並對農業產生了濃厚的興趣。他二十歲考中秀才之後，白天就以教書為生，晚間則廣泛閱讀農書。為了進一步鑽研農業生產技術，他又博覽了古代的天文、水利等著作，進而開始深入研究與水利密切相關的數學著作。從這一點來說，徐光啟對西學的貢獻是發端於他對農學的興趣的。
萬曆二十一年（1593年），徐光啟受聘去韶州任教，在那裡結識了意大利傳教士郭居靜，這是徐光啟首次接觸傳教士。當他從郭居靜那兒見到世界地圖時，他才知道世上除了中國之外還有許多國家，並且第一次聽說人類生活在圓形的地球上，甚至還有人繞著地球航行了一周……這些新鮮事深深地吸引了徐光啟，令他對西方的近代自然科學產生了濃厚的興趣，並且希望自己能夠利用科學使國家免受後金的侵擾、使百姓過上安定富裕的生活。
為了達到這一目的，徐光啟到處打聽精通西洋自然科學的利瑪竇的下落，想當面向他請教。直到萬曆二十八年（1600年），他才在南京見到利瑪竇，向利瑪竇表達了自己對他的仰慕之情以及想向他學習西方自然科學的願望。利瑪竇一方面想學習中國的文化典籍，另一方面想把徐光啟發展為天主教徒，就跟徐光啟暢談起來。可是直到臨別時，利瑪竇也沒有明確地說到底答不答應徐光啟學習西方自然科學的請求，只是送了《馬爾谷福音》和《天主實義》這兩本宣傳天主教的小冊子給徐光啟。徐光啟經過三年的考慮之後，攜全家一起加入了天主教，成為上海地區最早的天主教徒。
萬曆三十二年（1604年），四十三歲的徐光啟考中進士，至此結束了他二十三年的科舉長跑，開始步入仕途。兩年之後，他再次請求利瑪竇傳授西方的自然科學知識。利瑪竇爽快地答應了，他使用的第一本教材就是著名的數學著作《幾何原本》。《幾何原本》是公元前3世紀左右的希臘數學家歐幾里得所作的，它系統地總結了古代勞動人民和學者們在實踐和思考中獲得的幾何知識，第一次完成了人類對空間的認識，是世界上最完整而且流傳最廣的數學著作。利瑪竇每兩天給徐光啟講一次課，徐光啟從未遲到過。一段時間之後，徐光啟完全領會了《幾何原本》的深義，並且折服於它的基本理論和邏輯推理，於是建議利瑪竇與他一起將它翻譯成中文，以彌補我國古代數學的不足之處。於是，從這一年冬天開始，他們就投入了緊張的翻譯工作當中。
利瑪竇負責用中文逐字逐句地口頭翻譯，徐光啟負責草錄，等譯完一段之後再字斟句酌地推敲一番，經修改、調整之後定出初譯稿。初譯稿完成之後，由利瑪竇核對，如有錯漏之處，利瑪竇再重新對照原著仔細地講述一遍，讓徐光啟修改過來，如此反覆，直到利瑪竇認為翻譯稿足夠準確、流暢而又通俗易懂為止。徐光啟對待翻譯工作非常認真，經常獨自在燈下工作到深夜甚至第二天早上都還沒有休息，而且不斷地琢磨、推敲，只為了能夠將翻譯稿做得盡善盡美。現代幾何中常用的“幾何”、“平行線”、“對角”、“直角”、“鈍角”等數學術語，都是由徐光啟經過反覆推敲確定的。到第二天春天，二個人共同翻譯出了《幾何原本》的前六卷。這時，利瑪竇主張先將前六卷付印，看看有沒有人關注再決定要不要繼續翻譯後九卷。徐光啟雖然想在年內將整本書譯完，卻也不得不同意利瑪竇的主張。
《幾何原本》前六卷出版之後，立刻在國內數學界引起了強烈的反響，成為當時從事數學工作的人必讀的一本書，促進了中國近代數學的發展。遺憾的是，由於種種原因，徐光啟與利瑪竇沒能再繼續合作翻譯完《幾何原本》的後九卷，直到晚清時代，《幾何原本》後九卷的翻譯工作才由數學家李善蘭完成。
不過，這並不影響徐光啟在中西文化交流中發揮作用，他一邊在翰林院擔任閒散的職務，一邊繼續進行天文、算法、農學、水利等科學技術的研究，並且從事了不少這方面的翻譯或寫作。萬曆四十年（1612年），他與德國傳教士熊三拔合譯了《泰西水法》，向中國人介紹了西方的水利科學和各種水利機械，這與當時那些熱衷於筆墨應酬的文官截然不同。
徐光啟不僅對中西文化交流做出了巨大貢獻，在農業、軍事、天文等方面也有很深的造詣，而且農業方面的造詣尤其深厚，是一位不可多得的科學人才。