天文學的理論框架並不是近幾百年才構造起來的。天文學不是新開拓的學科，它的淵源可以追溯到人類的上古時期，它是古代天文學的延續。我們從現代天文學的基本概念中很容易發現這些痕跡。
登封觀星台誠然，現代天文學主要繼承了古希臘的天文學體係，但作為人類同樣寶貴的文化財富，中國古代天文學也閃爍著智慧的光輝。而且越來越多的事實表明，研究中國古代天文學有著重大的現實意義。
天文學是中國古代文明的一部分，即使是一個普通的中國人，也應該對它有一個大致的了解。本書在介紹它的基本內容之前，先簡述其發展過程。
早期天文學
也許在文字產生以前，人們就知道利用植物的生長和動物的行蹤情況來判北京古觀象台的部分銅鑄天文儀器斷季節，這是早期農業生產所必備的知識。任何一個民族，其發展的最初階段都要經曆物候授時過程，甚至到本世紀50年代，中國一些少數民族地區還通行這種習俗。
渾儀物候雖然與太陽運動有關，但由於氣候的變幻莫測，不同年份相同的物候特征常常錯位幾天或者十幾天，比起後來的觀象授時要粗糙多了。觀象授時，即以星象定季節。《尚書·堯典》描述：遠古的人們以日出正東和初昏時鳥星(長蛇座α)位於南方子午線標誌仲春，以太陽最高和初昏時大火(天蠍座α)位於南方子午線標誌仲夏，以天球儀日落正西和初昏時虛星(寶瓶座β)位於南方子午線標誌仲秋，以太陽最低和初昏時昴星(金牛座η）位於南方子午線標誌仲冬。
物候授時與觀象授時都屬於被動授時，當人們對天文規律有更多的了解，尤其是掌握了回歸年長度以後，就能夠預先推斷季節，曆法便應運而生了。夏商時期肯定已有曆法，隻是因為文字記載罕有，其內容還處於研究之中。春秋戰國時期，流行過黃帝、顓頊、夏、商、周、魯等六種曆法，是當時各諸侯國借用古名頒布的曆法。它們的回歸年長度都是365日，但曆元不同，歲首有異。
春秋戰國500年間(前770～前222)，政權更迭頻繁，星占家們各事其主，大行其道，引起了王侯對恒星觀測的重視。中國古代天文學從而形成了曆法和天文兩條主線。
發展與完善
西漢到五代是中國古代天文學的發展、完善時期。從太初曆到符天曆，中國曆法在編排日曆以外，又地球儀增添了節氣、朔望、置閏、交食和計時等多項專門內容，體係愈加完善，數據愈加精密，並不斷發明新的觀測手段和計算方法。比如，南北朝時的薑岌，以月食位置來準確地推算太陽位置。隋朝劉焯在皇極曆中，用等間距二次差內插法來處理日、月運動的不均勻性。唐代一行的大衍曆，顯示了中國古代曆法已完全成熟，它記載在《新唐書·曆誌》，按內容分為七篇，其結構被後世曆法所效仿。
簡儀象限儀西漢落下閎以後，渾儀的功能隨著環的增加而增加，到唐代李淳風時，已能用一架渾儀同時測出天體的赤道坐標、黃道坐標和白道坐標。天文儀器是測定曆法所需數據和檢驗曆法優劣的工具，它的改良也促進了天文觀測的進步，歲差和日月行星不均勻性等發現都先後引入曆法計算。除了不斷提高恒星位置測量精度外，天文官員們還特別留心記錄奇異天象發生的位置和時間，其實後者才是朝廷帝王更為關心的內容。這個傳統成為中國古代天文學的一大特色。