所謂曆法，簡單說就是根據天象變化的自然規律，計量較長的時間間隔，判斷氣候的變化，預示季節來臨的法則。
我國古代曆法的最大特點就是它的致用性，即為滿足農業生產的需要和意識形態方麵的需要。它所包含的內容十分豐富，如推算朔望、二十四節氣、安置閏月等。當然，這些內容是隨著天文學的發展逐步充實到曆法中去的，而且經曆了一個相當長的曆史階段。
我國古代天文學史，在一定意義上來說，就是一部曆法改革史。
根據成書於春秋時期的典籍《尚書·堯典》記載，帝堯曾經組織了一批天文官員到東、南、西、北四方去觀測星象，用來編製曆法，預報季節。
成書年代不晚於春秋時期的《夏小正》，按12個月的順序分別記述了當月星象、氣象、物候以及應該從事的農業和其他活動。
夏代曆法將一年分為12個月，除2月、11月、12月之外，每月均以某些顯著星象的昏、旦中天、晨見、夕伏來表示節候。
這雖然不能算是科學的曆法，但稱它為物候曆和天文曆的結合體是可以的，或更確切地說，在觀象授時方麵已經有了一定的經驗。
《尚書·堯典》中也記載了古人利用顯著星象於黃昏出現在正南天空來預報季節的方法，這就是著名的“四仲中星”。即認識4個時節，對一年的節氣進行準確地劃分，並將其運用到社會生產當中有重要的意義。
可見，在商末周初人們利用星象預報季節已經有相當把握了。
在幹支紀日方麵，夏代已經有天幹紀日法，即用甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬、癸10天幹周而複始地記日。
商代在夏代天幹紀日的基礎上，發展為幹支紀日，即將十天幹和十二地支順序配對，組成甲子、乙醜、丙寅、丁卯等60幹支，每60日循環一次。
學者們對商代曆法較為一致的看法是：商代使用幹支紀日、數字記月；月有大小之分，大月30日，小月29日；有閏月，也有連大月；閏月置於年終，稱為“十三月”；季節和月份有較為固定的關係。
周代在繼承和發展商代觀象授時成果的基礎上，將製訂曆法的工作推進了一步。周代已經發明了用土圭測日影來確定冬至和夏至等重要節氣的方法，這樣再加上推算，就可以將回歸年的長度定得更準確了。
周代的天文學家已經掌握了推算日月全朔的方法，並能夠定出朔日，這可以從反映周代乃至周代以前資料的《詩經》中得到證實。
該書的《小雅·十月之交》記載：
十月之交，朔月辛卯，日有食之。
這是“朔月”兩字在我國典籍中首次出現，也是我國第一次明確地記載公元前776年的一次日食。
春秋末期到戰國時代，已經定出回歸年長為365日，並發現了19年設置7個閏月的方法。在這些成果的基礎上，誕生了具有曆史意義的科學曆法“四分曆”。戰國時期至漢代初期，普遍實行四分曆。
四分曆的創製和運用，標誌我國曆法已經進入了相當成熟的時期。它集中體現了我國古人的聰明才智和天文曆法水平，在世界範圍內具有非常寶貴的價值。
對四分曆的第一次改革，當屬西漢武帝時期由鄧平、落下閎等人提出的“八十一分律曆”。由於漢武帝下令造新曆是在元封七年（也就是公元前104年），故把元封七年改為太初元年，並規定以12月底為太初元年終，以後每年都從孟春正月開始，至12月年終。
這部曆即叫作《太初曆》。這部曆法朔望長為29日，故稱“八十一分法”，或“八十一分律曆”。
《太初曆》是我國有完整資料的第一部傳世曆法，與四分曆相比有如下進步之處：
以正月為歲首，將我國獨創的二十四節氣分配於12個月中，並以沒有中氣的月份為閏月，從而使月份與季節配合得更合理。
行星的會合周期測得較準確，如水星為115.87日，比現在測量值115.88日僅小0.01日。
采用135個月的交食周期，即一食年為346.66日，比如今測量的數值隻差0.04日。
東漢末年，天文學家劉洪製訂的《乾象曆》，首次將回歸年的尾數降為365.2462日；第一次將月球運行有快慢變化引入曆法，成為第一部載有定朔算法的曆法。
這部曆法還給出了黃道和白道的交角數值為6°左右，並且由此推斷，隻有月球距黃、白道交點在15°以內時，才有可能發生日食，這實際上提出了“食限”的概念。
南北朝時期，天文學家祖衝之首次將東晉虞喜發現的歲差引用到他編製的《大明曆》中，並且定出了45年11個月差一度的歲差值。這個數值雖然偏大，但首創之業績是偉大的。