第二，首次披露了《古文尚書》和《逸禮》的來曆，將秘藏的古文經本傳出內朝，使更多的士人有機會學習。魯恭王從孔子舊宅中發現了古文《尚書》與《逸禮》，後由孔安國獻給朝廷，藏於秘府。向、歆父子整理時，發現古文《尚書》比今文字多出十六篇，並對歐陽氏、大小夏侯氏三家今文字作了校覈，發現了一些脫字之處。劉歆在《移讓太常博士書》中，首次披露孔壁古書的事實，使朝野士人都知道還有《古文尚書》與《逸禮》的存在。這對推動古文經典的廣泛流傳起了重要作用。
第三，首次把《毛詩》歸於古文經典。劉歆少時通習今文《詩》學，後來才讀到《毛詩》。他根據內朝秘府的資料，知道“又有毛公之學，在謂子夏所傳，而河間獻王好之，未得立”。
第四，首次把《周官》稱為“經”，列入古文經典。《周官》名稱，始見於《史記·封禪書》，原來不稱“經”，與儒家經典沒有什麽關係。劉向、劉歆整理時，開始歸入“六藝略”禮類，稱之為《周官經》六篇。
第五，重新整理《左氏春秋》，探求全書的義理。從漢初直到漢成帝時，傳習《左氏春秋》的有北平侯張蒼、賈誼、趙人貫公、張禹、尹更始及其子尹鹹、翟方進、房風等人。由於“《左氏傳》多古字古言，學者傳訓訪而已。”劉歆校“中秘書”時，看到《左氏傳》古文字“大好之”。遂向丞相翟方進和丞相史尹鹹學習《左氏春秋》，質問大義。
羲和，西漢時稱太史令，王莽奪權後，把許多官名都改為上古時的官名。羲和是帝堯時的天文官，王莽就把太史令之稱改為羲和。劉歆任天文官時，做了一項很重要的天文工作，這就是編製了三統曆，他對天文學的貢獻都記載在三統曆之中。
三統曆是根據太初曆改編的，其中加入了許多新的內容。太初曆是漢初天文學家鄧平、落下閎等人編製的，從太初元年一直使用到西漢末。劉歆係統地敘述了太初曆的內容，又補充了很多原來簡略的天文學知識，並仔細分析考證了上古以來的天文文獻和天文記錄，寫成了《三統曆譜》。
最早提出“歲星超辰”計演演算法：三統曆在華夏天文學史上，首次提出了歲星超辰的計算方法。歲星就是木星，歲星超辰即：它在恆星背景上約每11.86年自西向東執行一週。由於11.86年與十二年很接近，華夏古代就認為它是十二年一週天，因此把周天分為十二分，稱為十二次，認為木星每年行經一次，十二年正好執行十二次，完成一週天。由於11.86年的週期較十二年要快一點兒，因此經過若幹年後，歲星的實際位置就較按十二年一週天計算的位置超前一次，這就叫歲星超辰。設歲星經過x年超辰一次，按十二年一週天計，歲星執行了x次；按照11.86年一週天計，歲星執行了12x/11.86-1，列成方程：x=（12x/11.86）-1，解這個方程，x=84.71，就是說，歲星每八十四年到八十五年超辰一次。
劉歆還是華夏古代第一個提出接近正確的交食週期的天文學家。交食包括日食和月食。交食週期的最早記載，是在司馬遷的《史記》中，但由於可能是某些數字的錯亂，在劉歆所處的年代很難確定它的週期值。劉歆堅信日月食都是有規律可循的自然現象，他通過分析各種書上的月食記載，提出了一百三十五個朔望月有二十三次交食的交食週期值。
劉歆，是西漢今文學之異軍，是東漢古文經學之宗師。
成帝之初，親信大臣就推薦說“歆通達有異材”。
章太炎：“孔子以後的最大人物。”
顧頡剛：“學術界的大偉人。”
劉歆的卓越學識確實是為古今學者同聲讚譽的，然而，他又是幫助王莽篡奪漢室江山、建立新朝的最主要人物之一，政治上與王莽的不光彩事業捆在一起，而受到後人的唾棄。
劉歆完成的《三統曆譜》是華夏古代流傳下來的一部完整的天文著作，它的內容有編製曆法的理論，有節氣、朔望、月食以及五星等的常數和位置的推算方法，還有基本的恆星位置資料。可以說，它包含了現代天文年曆的基本內容，因而《三統曆譜》被認為是世界上最早的天文年曆的雛形。
華夏在春秋時代已經發現了歲星超辰問題，但是沒有提出超辰計演演算法。劉歆分析了《左傳》等史書中關於歲星位置的記載，提出了歲星每一百四十四年超辰一次，數值雖然並不準確，但這是曆史上第一個用科學的態度探索歲星超辰規律的十分寶貴的嚐試，為在思想上實現天文學從神學向科學的偉大轉變奠定了堅實的基礎。
《七略》是西漢經學家、目錄學家劉歆在公元前六年-公元前五年間輯錄完成的政府新校本圖書的總目錄。它是在其父劉向《別錄》基礎上編撰而成的。
《七略》將圖書分為輯略、六藝略、諸子略、詩賦略、兵書略、數術略、方技略七部分，實際上包含六個大類，前有《輯略》為概要。全書共分三十八種，著錄圖書六百零三家，一萬三千二百一十九卷。其開創的係統目錄的整體結構，是當時普遍流行的陰陽五行模式的移置，貫穿於這個結構體係中的主導思想，是當時處於“獨尊”地位的儒家思想。《七略》約亡於唐末五代戰亂之際，但其主要內容通過班固《漢書·藝文誌》得以儲存。公元前二十六年漢成帝命劉向領導校書工作，由劉向校經傳諸子詩賦，步兵校尉任宏校兵書，太史令尹鹹校數術，侍醫李柱國校方技。每校定一書，劉向撰寫敘錄，後匯編為《別錄》。劉向死後，劉歆繼承父業，綜合編目成《七略》。
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