在接受完啟蒙教育後，徐光啟十六歲時開始師事黃體仁。據《上海縣誌》記載，黃體仁曾在龍華寺督教三年，徐光啟正是在這三年中因拜師黃體仁而接觸了當時已成為主流思想的陽明心學。黃體仁對徐光啟思想上的具體指導已無史料記載，但從兩件事情上可以看出徐光啟與黃體仁一直保持著深厚的師生情誼。其一是徐光啟的科舉之路非常崎嶇，此前多次不第，直至萬曆二十五年中舉。但此後直到萬曆三十二年甲辰科時，他才與黃體仁同中進士。

翻譯《幾何原本》

徐光啟的殿試僅排在三甲第５２名，這個成績很難入選當時的翰林院，而翰林院在當時是通達仕途，成為京官的的重要途徑。黃體仁當時在時任禮部左侍郎的李廷機那裡教家館，李廷機推薦黃體仁進入翰林院。但黃體仁卻年老為由推辭不去，轉而舉薦了徐光啟，徐光啟才得以定居北京，為以後與利瑪竇共同翻譯《幾何原本》留下了契機。

其二是徐光啟不僅在跟隨黃體仁的學習過程中“敬信其師”，再加上黃體仁的推薦之恩，徐光啟對黃體仁更為敬重。因此，天啟四年（１６２４年）徐光啟向舉人何三畏詳述黃體仁的生平事蹟，拜託其寫成《黃憲副榖城公傳》以表敬意。這至少從側面說明徐光啟在“敬信其師”的基礎上不可能“厭其學”。何況，黃體仁也極為重視有關農田水利、省役便民等經世致用的實學，在其中舉外放為官時始終注重以經世致用造福一方，徐光啟對黃體仁之所以如此敬重除感恩因素外當也有共同實學訴求的惺惺相惜之處。

曠世豪傑，道學正宗

徐光啟科考不順，萬曆二十五年又一次參加了順天府的鄉試，由於他這次應試中所撰文章之一《舜之居深山之中》心學氣息濃厚，而程朱理學才是明朝取士標準，以此徐光啟本應再一次名落孫山。巧合的是，焦竑擔任了此次鄉試的副考官。焦竑青年拜師泰州學派的耿定向，後又師從李贄、王艮之子王襞、羅汝芳。他的幾位老師都是泰州學派中堅力量，他本人也是泰州勁旅。焦竑在儒林、文苑皆有清望，時人尊為“曠世豪傑，道學正宗”。

或許是對心學的共同偏好，徐光啟的這篇文章獲得了焦竑的青睞，將徐光啟從落卷中拔為第一，徐光啟坎坷的“科舉爛路”終於迎來了轉機。由於焦竑的提拔，徐光啟以鄉試第一的成績中舉，迅速名揚大江南北，捉襟見肘的經濟狀況得以改善。焦竑對徐光啟最大的影響還在於其治學的實學傾向。焦竑認為“近世學者，敢為高論而或疏於彝倫，喜為空談而不求諸實踐”，治學強調“學不知經世，非學也”。

“力行”與“多聞”

焦竑志學之初便是要學聖人，但他所要學的不是“飽食安坐，典籍滿前，束書不觀，遊談無根”的空疏之學，他認為“既欲學聖人，自無作綴。出入起居之時，學也；飲食遊觀之時，學也；疾病死生之時，亦學也。即他為學的途徑在於“下學上達”，透過“力行”與“多聞”，達到凡人成聖，儘性知命的最終目的。

他強調：“如何學道只是口說，口說不濟事，要須實踐”。從他的《廷試策》《因旱修省陳言時疏》《備荒弭盜議》《國計議》等策論與奏疏也可以看出他關注民生、經世致用的實學思想。徐光啟顯然非常贊同焦竑的下學上達的為學之途，他也“講求治道，博及群書，要諸體用”，將學問重心下沉到實際生活中“察地理，辨物宜，考之載記，訪之土人”，終身致力於經世致用。

結社文化環境與徐光啟實學思想的形成

中後期以後，民間結社之風盛行，“明末經世致用之學的興起，即濫觴於文人結社之中”，僅就上海而言，嘉靖以降的各類大小社團也有十多個之多。徐光啟在１５９２年之前一直在松江府範圍之內讀書、交遊，１５９３年後曾因補貼家用及換取入京考試的名額曾外出教書。但１５９７年中舉後又返回家鄉。所以在徐光啟１６０４年進入翰林院入讀之前，他絕大多數時間是在家鄉的。上海廣為盛行的結社之風自然也影響到徐光啟。