中國古代天文學，最輝煌的成就主要有三個方面：1、天文觀測與記錄；2、是歷法授時；3、天文儀表器具。本篇簡要介紹歷法和授時的發展歷程。

日出而作，日落而息。這大概是最古老、最原始的歷法。無論是原始的采集狩獵，還是稍晚出現的農耕畜養，春耕夏耘，秋收冬藏，表明先民們已經懂得了順應物侯變化來安排生產活動。

有史記載的天文歷法，可以追朔到堯舜時期。但是根據考古探索，實際的天文探索要更早一些。據《尚書·堯典》記載，當時已經確定了一年是366天，分四時（后來說的四季），并有閏月的安排。

關于夏的史料實在太少，不過可以確定，十日為一旬，以天干來紀日。商代祭祀先祖的時候，祭祀名稱都是按天干記錄的，也可以佐證夏代已經出現了天干。

《殷歷》中明確記載了商代的紀日法，為十天干配合十二地支，六十天為一個周期，這些都是“觀日”計時法。而大月30天，小月29天，則為“觀月”計時法。并且商代有了“南至日”的認識，即后來的冬至日。可以說，這是陰陽合歷的早期運用。

周代的材料相對豐富些，青銅器中出現了關于月相的描述：初吉、既望、生霸、死霸等。《詩經》中，第一次出現了“朔”的概念。在“朔”被作為初一的之前，“朏”是舊歷的初一，這時候的月亮已將顯現出來了，觀察者是可見的。周人通過完整月相的分析，把“朔”定為初一，把“朏”改為初三。朔，也稱“新月”，當時的月相是完全看不見的。這說明當時“觀月”測算已經非常成熟了。

東周的時候，人們把“閏月”進一步精確到了“十九年七潤”，并起了個名字叫做“章”。古希臘天文學學家默冬也計算出了這個周期，西方稱之為“默冬周期”。《四分歷》中，一年為365.14天，每年歷法誤差0.14天，19年下來陽歷和陰歷就會相差7個月。由于列國爭霸，他們采取的歷法基本上都是《四分歷》，只是“正月”時間不同，魯國分別用過11月和12月，晉國是1月，秦漢用過10月。

漢武帝歷法改革，《太初歷》正在在歷法領域完成了“大一統”。此后的歷法，都是基于這個版本進行改革和精進。兩千多年出現了近百種歷法，當然也有一些民間學者研究出來的，雖然沒有被官方采用，但是對后世影響很大。歷法的改革和發展，大致可以分為

第一時期，從先秦《古六歷》到后漢《四分歷》。這一時期的歷法表現為“固定周期內的均速運動”，基于當時觀測條件有限，認為日月星都是以固定的周期作勻速運動，并根據這種周期來確立“歷元”，如此循環疊加。采取皇帝年號紀年法和干支六十年周期紀年法。(哥白尼日心說運行模式）

第二時期，從三國時候的《乾象歷》到隋朝的《皇極歷》。這一時期發現了行星運行速度的不均勻，并且嘗試著通過修正歷法來符合日月星的周期。（開普勒日心說運行模型）

第三時期，從隋朝的《皇極歷》到元代的《授時歷》。這段時間內，唐代完成了子午線的實地測量，徹底否定了”蓋天說“，確認了東漢張衡的“渾天說”。并且通過二次、三次內插法和逼近法等數學手段，解決了行星運行速度的不均勻導致計算誤差的問題。這是古代歷法的成熟期。（無限宇宙論，渾天之外還是天）

第四時期，從是元代的《授時歷》，這時候認識到了，回歸年、朔望月、交點月的周期并非固定的，而是“古大今小”，也就是說古人的一年，要比我們的一年長那么一點點。這需要非常精確的天文觀測和非常精密的數學計算才能發現這種以秒為單位的誤差。在楊忠輔看來：每隔100萬年會偏差一日。根據現在天文數據計算，每隔一百萬年實際相差半日左右。