Наиболее известен благодаря переписке с Колумбом: как считается, Тосканелли в 1474 г. отправил ко двору португальского короля письмо о том, что, поскольку Земля — шар, до Индии можно добраться морским путём через Атлантический океан, с приложением карты Земли, для которой впервые была использована градусная сетка, — это письмо попало в руки Колумбу (или Колумб, узнав о нём, попросил Тосканелли прислать ему копию). Как известно, Тосканелли ошибся в расчётах, вдвое увеличив длину Азии и соответственно сократив предположительную протяжённость океана между Лиссабоном и Японией, — иногда эту ошибку называют величайшей ошибкой в истории человечества, поскольку она привела к величайшему открытию. Впрочем, версий сюжета с перепиской между Колумбом и Тосканелли довольно много, и его достоверность ставится под сомнение.
В области астрономии Тосканелли проводил систематические измерения положения комет относительно звёзд, занимался проблемами морской навигации по звёздам. Тосканелли построил в соборе Святой Марии де Фиоре во Флоренции гномон, при помощи которого с точностью до полусекунды определялся полдень местного времени, — эти измерения потребовались ему для вычисления длины земного меридиана, а на основании этих вычислений и была составлена карта мира в претендующих на достоверность пропорциях.
