Phục vụ trực tiếp đến các công việc hàng ngày ở đây, triều đình đã cấp cho Khâm Thiên Giám gần 15 bộ sách về thuật số, phong thuỷ, vật lý... cùng gần 40 dụng cụ liên quan đến việc xác định, đo lường như ống ngắm, bàn xem hướng gió, dụng cụ đo bóng mặt trời... Tất cả những thiết bị tối thiểu này phục vụ một cách đắc lực cho những việc như làm lịch, xem giờ, báo giờ, chọn ngày giờ, dự đoán thời tiết... vào thời kỳ khoa học kỹ thuật chưa mấy phát triển. Chính tại nơi đây, các cuốn lịch hàng năm được ra đời và phân phối rộng khắp từ triều đình, hoàng gia, quần thần cho đến nhân dân cả nước.

Trước thời Nguyễn, việc làm lịch của nước ta chủ yếu căn cứ vào phép làm lịch của Trung Quốc, như thời Lê, lịch Đại Việt của ta tham khảo lịch Đại Thống của nhà Minh (Trung Quốc), lúc này tên gọi là Lịch Vạn Toàn. Đến thời Gia Long, từ năm 1810 trở đi, triều Nguyễn giao cho Khâm Thiên Giám tham khảo sách Đại Thanh Lịch Tương Khảo Thành (do Nguyễn Hữu Thận đi sứ Trung Quốc mang về) đồng thời tham chiếu cả lịch phương Tây nên bộ lịch bấy giờ được soạn ra phù hợp và chính xác hơn.

Theo quy định của triều đình, đến tháng 2 âm lịch, Khâm Thiên Giám đã bắt đầu tính toán để tiến hành làm lịch cho năm đến. Vào tháng 5, bản thảo sẽ được hoàn thành. Khâm Thiên Giám sẽ trực tiếp in và cấp phát lịch ở Kinh đô cùng các tỉnh phía nam đến Khánh Hoà, phía bắc đến Thanh Hoá. Còn các tỉnh từ Ninh Bình trở ra, từ Bình Thuận trở vào sẽ do hai tỉnh Nam Định và Hà Nội phụ trách cấp phát lịch. Tất nhiên mẫu lịch đều do Khâm Thiên Giám cung cấp. Năm 1807, vua Gia Long ban chiếu chỉ rằng: “Gia Định, Bắc Thành hàng năm ban lịch, lính trạm dân phu đài đệ khó nhọc, đường xá xa xôi, nên việc ban phát chưa rộng. Từ nay, hằng năm, thượng tuần tháng 5, chọn hai viên đến Kinh lĩnh bản thảo đêm về theo mẫu khắc in ra, Gia Định 13.001 quyển, Bắc Thành 20.000 quyển”[1]. Tất nhiên, sau khi in xong, một quyển trong số này được chọn để làm mẫu đưa lên Khâm Thiên Giám duyệt lại mới được lưu hành.

  Vào năm 1812, triều Nguyễn quyết định đổi tên lịch Vạn Toàn thành lịch Hiệp Kỷ. Trong một số cuốn lịch còn lưu lại đến ngày nay, quốc hiệu đất nước vẫn còn khắc rõ hai chữ Đại Nam mặc dù quốc hiệu Việt Nam đã có từ năm 1804.

Chính vua Minh Mạng đã từng cho đổi lại quốc hiệu khi ra chỉ dụ rằng: “Trước xưng là Việt Nam, nay xưng là Đại Nam danh nghĩa đều rõ, mà chữ Việt đã cũng có trong nghĩa chữ ấy [Đại] rồi”[2], do vậy từ đầu năm 1839 quốc hiệu Đại Nam đã được in vào lịch và ban hành. Quốc hiệu này đã duy trì liên tục qua các triều vua đến triều Bảo Đại trên các cuốn lịch cũng như các văn bản hành chính. Thông thường, một cuốn lịch có kích thước khoảng 15,5 x 24cm in trên các loại giấy như giấy nguyên giáp, giấy sơn bổi đều là những loại giấy gió với chất lượng khác nhau, tuỳ theo loại lịch mà in. Ngự lịch chỉ dùng cho vua, long lịch, phượng lịch dùng cho các miếu, điện trong Hoàng gia, quan lịch cấp cho các quan và cuối cùng là công lịch phát cho dân. Tất nhiên, nội dung của các loại lịch này giống nhau về những điểm chủ yếu, còn hình thức có nhiều điểm khác nhau. Loại Ngự lịch có bìa bằng lụa vàng thêu hoa văn long vân, mặt giữa có thêu hoặc viết hai chữ Ngự lịch. Các loại lịch khác như quan lịch, công lịch thì dùng bìa vàng giấy cứng, chỉ in chữ bìa màu đỏ (Ảnh dưới là bìa và trang đầu cuốn Ngự lịch phát hành năm quý mùi 1883 vào cuối triều Tự Đức. Bìa bằng lụa thêu hình long vân, trên có hai chữ Ngự lịch, ruột chữ Hán bằng bản khắc).

Về nội dung, một cuốn lịch sẽ được bố trí như sau: thời giờ, thời tiết trong năm ở Kinh đô, ở các địa phương, phân chia 12 tháng trong năm theo 4 tiết mùa; thứ tự các địa phương theo kinh độ, địa đồ, ngày giờ, sinh nhật, huý kỵ của các tiên đế (các vua chúa đời trước của họ Nguyễn), sau cùng cũng có “trang trách nhiệm” ghi tên, nhiệm vụ của các quan Khâm Thiên Giám tham gia vào việc biên soạn này.

Theo sách Khâm Định Đại Nam Hội điển sự lệ, đến năm 1844, vua Thiệu Trị đã ban cho Khâm Thiên Giám 24 bài thơ vịnh tiết trời trong năm để in vào lịch. Đó là các bài thơ vịnh 24 tiết trời như: lập xuân, vũ thuỷ, kinh trập, xuân phân, thanh minh, cốc vũ, lập hạ, tiểu mãn, mang thực, hạ chí, tiểu thử, đại thử, lập thu, sử thử, bạch lộ, thu phân, hàn lộ, sương giáng, lập đông, tiểu tuyết, đại tuyết, đông chí, tiểu hàn, đại hàn. Khi in vào lịch, các bài thơ này đều được in bằng mực son. Trong bài thơ vịnh tiết lập xuân, chính vua Thiệu Trị cũng ý thức khá rõ về sự vận động của thiên nhiên vào màu xuân khi cho rằng, nếu lúc gần tối có sao bắc đẩu chỉ về hướng đông tức là tiết lập xuân. Bài thơ cũng thể hiện quan niệm của người xưa về cách suy luận thuật số, mùa xuân thuộc hành mộc, sắc xanh, nên khi đón xuân thì dùng cờ xanh:

Đông bắc cán đẩu quay sang

Gió hoà phơi phới muôn phương yên lành

Đón xuân rực vẻ cờ xanh

Nhà nông sao ứng điềm lành vui thay!

Hay là, tiết kinh trập (sâu nở) cũng thể hiện rõ những kiến thức về địa lý của một vị vua:

Sấm vang trời đất thuận hoà

Hợp vào tiếng luật gọi là Lâm trung

Cỏ cây mầm móng nở tung

Các loài sâu bọ phá vùng bò ra [3]

Hai mươi bốn tiết trời được gói gọn qua 24 bài thơ tứ tuyệt của vua Thiệu Trị đã được in bằng mực son trong tất cả các loại lịch thời bấy giờ, điều này cũng thể hiện được tinh thần văn hoá của người xưa trong cách làm lịch.

Sau khi biên soạn và in ấn lịch xong, cứ đến ngày mồng một tháng Chạp, triều đình sẽ tổ chức lễ phát lịch - gọi là Ban Sóc tại Ngọ Môn cho Kinh đô. Các quan địa phương sẽ tiếp nhận lịch mẫu và tổ chức in ấn phát cho dân ở các tỉnh thành trong thời gian sau đó. Hoạt động của cơ quan Khâm Thiên Giám nói chung cũng như việc biên soạn, in ấn lịch cho toàn quốc thời Nguyễn có ý nghĩa rất thiết thực đối với nước ta, nhất là phục vụ cho hoạt động nông nghiệp thời bấy giờ. 

Việc chuẩn bị Tết quan trọng không kém việc vui Tết. Do vậy, cuối năm và trước Tết nhiều nghi lễ được diễn ra với những hình thức trọng thể. Ngay từ ngày mồng 1 tháng Chạp, triều đình đã tổ chức lễ Ban sóc. Trước đây, lễ này Ban sóc chỉ được tổ chức tại điện Thái Hòa, nhưng vào năm Tân Sửu (1841), vua Minh Mạng cho tổ chức ở Ngọ Môn với các nghi tiết mang tính đại lễ. Các loại lịch được tiến vào cung để Hoàng gia dùng như long lịch, phượng lịch, loan lịch; loại lịch được phát cho các thân công, hoàng tử là lịch Vạn niên thọ; loại lịch được phát cho quan ở Kinh thành, quan địa phương là lịch Hiệp kỷ, Vạn toàn. Sau khi các quan đầu tỉnh được nhận lịch, các viên này có nhiệm vụ tổ chức họp các huyện quan lại để lĩnh quan lịch để phát cho thần dân.