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南懷仁為中國服務涉及了眾多領域，除之前的介紹外，他還是康熙皇帝的科學老師，他曾經在長達五個月的一段時間裡，從早到晚給皇帝講授幾何學和天文學，還將《幾何原本》譯成滿文，陪同皇帝出巡，沿途為皇帝觀天測地。
康熙皇帝后來對自然科學的濃厚興趣，對歐洲傳教士的寬容態度，應該說都與南懷仁不無關係。
南懷仁曾在中國與俄羅斯等國的外交接觸中擔任過不可缺少的角色。
1676年5月15日（康熙十五年四月初三日），沙皇俄國派遣的特使尼果賴（nikoi gilescu spathary，1636～1708）等一行到達北京。
這位使臣雖掌握希臘文、拉丁文等多種歐洲語言，卻不通任何東方語言。
通曉多種歐洲語言又精通滿語與漢語的南懷仁成為此次中俄溝通的橋樑。
南懷仁在俄國使團逗留北京的幾個月間（5月～9月），進行了大量的翻譯工作。
他作為譯員，參加了中俄雙邊會談，並翻譯了一些官方文書，他將沙皇至中國皇帝的信及俄政府向清政府提出的12條談判綱領譯成中文；又將一些中文檔案譯成拉丁文。
南懷仁希望開闢一條從歐洲經過俄國到達中國家交通線，以俄國為通道和橋樑。因此他把自己受康熙皇帝信任，而得以掌握的清廷外交活動的情況，告訴了俄國使臣，以便讓俄國使臣瞭解中方目的。
在1676年9月初尼果賴即將返國之際，南懷仁請尼裡賴帶一封信給沙皇。還將他的拉丁文著作和《坤輿全圖》作為禮物贈送。
此後中俄關系緊張，最後發展到交戰，直到1686年才出現新的書面，重開談判之門。
1687年南懷仁已重病在身，但對即將舉行的中俄談判會議的背景卻有著清醒認識。
他知道俄國在歐洲連年戰爭，疲於奔命，不可能勞師遠征東方，因此只可能在東方追求貿易利益。
而中國方面既不要戰爭，也不要貿易，只要求把它認為屬於它的土地與俄國勢力隔絕，使這些地區安然無事，主要目的是將蒙古和黑龍江流域封閉，不讓俄國進入。
因此中俄兩國不要戰爭、謀求和平是他們的共同目的，而這一目的也恰恰符合南懷仁本來的目的：開闢羅馬－俄國－中國陸路交通。
因此南懷仁想，如果傳教士能在這次中俄邊界談判中進行調解，施展外交才能，促其兩國實現和平，締結和約，中俄兩國都會感激耶穌會士，從而便於實現交通的目的。
雖然南懷仁1688年1月28日離世。但是他的這種看法被他的同會徐日昇和張誠繼承下來。
1689年6月，徐日昇與張誠隨同由索額圖率領的中國外交使團去尼布楚。
他們忠實地貫徹了南懷仁在中俄之間締造和平的遺言，並用自己的智慧與能力幫助締結了一個成功的和平條約。
中俄《尼布楚條約》是在平行互惠的國際法原則基礎上締結的。這項條約明確劃定了中俄兩國的東部邊界。
條約締結後，中國的東北邊疆保持了160年的安寧，俄國則獲得了貿易利益。
而傳教士則有得有失：從中國方面說，他們得到了清朝政府的信任。1629年康熙皇帝降旨准許天主教士在中國自由傳教，從而實現了耶穌會士多年追求的目的。
可是從俄國方面說，《尼布楚條約》簽訂後不久，彼得大帝認為耶穌會士在中俄會談中偏袒中國，背叛了西方利益，因此關閉了耶穌會在莫斯科的居留地，並將耶穌會士驅逐出境。
從此耶穌會士開闢羅馬－俄國－中國陸路的希望成為泡影。
1686年（康熙二十五年），南懷仁還為荷蘭外交使團擔任過
