《新元史》以《元史》为底本，斟酌损益，重加编撰。这是近代篇幅巨大的一部断代史。全书二百五十七卷，包括本纪二十六卷，表七卷，志七十卷，列传一百五十四卷。

1930年此书曾加修订。柯氏国学功底深厚，通经史、金石、天文、目录之学，广采《元朝秘史》《元典章》、元《经世大典》残本、《永乐大典》、元代史著、金石、笔记、文集等补《元史》之缺，参考钱大昕、魏源、何秋涛、李文田、屠寄诸家成果，又通过洪钧《元史译文证补》和德国、瑞典等国学者的著作利用域外史料，整理排比，写成此书。其结构与《元史》基本相同，但本纪简略，志书详赡，增《行省宰相年表》等，补写列传较多，全书内容较旧史多有增益订正。然该书体例不完善，无序跋、凡例、考异，增删改动旧史不标所据史料出处，读者无从核验，惮于利用。虽柯氏另著《新元史考证》，但内容单薄，难补缺欠。他不谙审音勘同之学，利用外文资料考辨不足，《氏族表》等有混淆蒙古、色目人名之处。其史学观点保守，论史亦多可商。该书有1922年天津徐氏退耕堂刻本、1930年庚午重订本，后者由开明书局在1935年影印，收入《二十五史》，流布最广。