آرامگاه خیام نیشابوری تا حدود سال 1313 تقریباً متروكه به شمار می‌رفت تا اینكه بازدیدكنندگانی كه برای گشایش آرامگاه فردوسی به توس سفر می‌كردند متوجه این آرامگاه شدند. همین موضوع باعث شد تا پیشنهاد بازسازی آن مطرح شود و در نهایت ضمن برگزاری جشن هزاره‌ی فردوسی، آرامگاه خیام نیشابوری نیز در دست ساخت قرار گرفت. این آرامگاه در كنار مسجد و آرامگاه محمد محروق ساخته شد و به شكل یك سكوی چهارگوش سنگی بود. اطراف این سكو نیز یك ساختمان سنگی روباز ساخته شد و یك ستون سنگی همراه با یك رباعی از ملك الشعرای بهار در كنار آن قرار داشت.
سپس در سال 1328 هوشنگ سیحون طراحی آرامگاه خیام نیشابوری را بر عهده گرفت كه همین بنای كنونی است. نزدیكی آرامگاه خیام به آرامگاه امامزاده محروق سبب شد تا بنای آن به مكانی با فاصله‌ی بیشتر نسبت به امامزاده منتقل شود. این بنای جدید در نهایت در سال 1342 با همت هوشنگ سیحون و حسین جودت افتتاح شد و سازه‌ی قبلی به میدان خیام در شهر نیشابور منتقل گشت.
یكی از مهم‌ترین دستاوردهای حكیم عمر خیام در زمان عمرش تنظیم تقویم جلالی (گاه‌شماری جلالی) است. تقویم امروز ایرانی، حاصل محاسباتی است كه خیام و عده‌ای از دانشمندان در زمان جلال‌الدین ملك شاه سلجوقی انجام دادند. محاسبات منسوب به خیام برای این تقویم، هنوز معتبر است و دقتی به‌مراتب بالاتر از گاه‌شماری میلادی دارد؛ درباره چگونگی این محاسبات هم رساله‌ای توسط خیام نوشته شده است.

مثلث خیام پاسكال
معروف‌ترین كشفی كه در ریاضیات به نام خیام ثبت‌شده مثلث خیام است كه آن را به مثلث خیام پاسكال هم می‌شناسند. مثلث خیام پاسكال روشی در جبر برای به دست آوردن آرایش ضرایب بسط دوجمله‌ای است.

دیوان رباعیات خیام
ارزش اشعار خیام در زمان حیات او بر هم‌عصرانش پوشیده بود؛ به‌گونه‌ای كه تا سال‌ها اشعار وی در دست مردم نبود و فقط نسخه‌هایی از آن در كتابخانه‌های معروف موجود بود. ترجمه آثار خیام توسط ادوارد فیلتز جرالد به انگلیسی، دنیا را با این نابغه‌ی ایرانی آشنا كرد.

ویژگی بارز خیام در سرودن رباعی، استفاده از آرایه‌های ادبی، سادگی و روانی و كاربرد شكل طبیعی آن در رباعیات است. وی با گزینش صنایع ادبی مناسب و خلق تصاویر زنده و خیال‌انگیز می‌كوشد مفاهیم موردنظر و اندیشه‌های محوری خود را هنرمندانه‌تر در ذهن مخاطبان مجسم سازد. پیوندی كه خیام با استفاده از صنایع شعری میان اندیشه و احساس برقرار كرده، اشعار او را برای خوانندگان بسیار لذت‌بخش كرده است.

مقبره خیام آمیزه‌ای از هنر معماری مدرن و كهن ایرانی است. طرح این آرامگاه تلفیقی از نجوم، هندسه و شعر یعنی مهارت‌ها و علومی است خیام در آن‌ها خبره بوده است.

چندین سازه‌ی سنگی به شكل هرم‌هایی از سنگ و آب‌نماهای سنگی كه داخل آن كاشی‌كاری شده پیرامون آرامگاه ساخته‌ شده است؛ این سازه‌ها شبیه به خیمه است و به پیشه‌ی پدری خیام یعنی خیمه‌دوزی اشاره دارد. سنگ قبر اصلی هم بر روی سازه‌ای سنگی به شكل خیمه بنا شده است.