Za jego czasów język hiszpański (kastylijski) zaczął zastępować wcześniej panującą łacinę. Alfons X zajmował się także astronomią; prowadził obserwatorium w swej stolicy, Toledo, a także zwołał kolegium najlepszych astronomów, które stworzyło Tablice alfonsyńskie (Tablas alfonsíes) dotyczące konstelacji gwiezdnych i ruchów gwiazd. Kazał przetłumaczyć arabski traktat o kamieniach (Lapidario, 1241) oraz zbiór bajek i przypowieści wschodnich Calila y Dimma (1251). Jest także autorem ok. 450 cantigas, czyli pieśni religijnych ku czci Matki Boskiej (Cantigas de Santa Maria), zawartych w 4 rękopisach.
Jest autorem pierwszego na świecie (1283 r.) manuskryptu, opisującego grę w szachy klasyczne. Manuskrypt ten, przechowywany w bibliotece klasztoru św. Wawrzyńca w Eskurialu koło Madrytu dotyczy również innych gier, takich jak kości, warcaby, szachy nieortodoksyjne i inne gry tablicowe, również te oparte na rzutach kośćmi.
Jego zasługi na polu sztuki, nauki i kultury nie szły w parze z sukcesami politycznymi. Nie udało mu się wyprzeć z Półwyspu Iberyjskiego Maurów, ani opanować Nawarry czy też Portugalii – co prawda udało mu się zdobyć Kadyks.