中國人早就認識到太陽周年運動的軌道與赤道是相交的，西漢人稱黃道為光道。據傳說，早在西周初年的周公旦時（公元前10世紀），就進行過黃赤交角的測量了。但最早留下可靠的黃赤交角測量數據的是東漢四分曆（公元85年）的24度。這在當時來說是很精密的。這個數值一直使用了約1000年之久。
中國的赤道式並借助於二十八宿距星來表示的坐標係統，與以春分點為赤經或黃經的測量起點的係統比較起來，它有一個明顯的好處，即雖然經過很長久的曆史變化，也不會引起天體坐標的太大變化，而利用春分點為起點測量，則由於歲差的原因，使得它的赤經不斷增大。但也正因為這個原因，使得西方天文學家很容易發現歲差，而中國天文學家則較難發現。中國天文學家發現歲差的現象是通過比較冬至點位置的變化才得到的。由於冬至點很難取得精密的數值，所以用這種方法發現歲差是很困難的，但即使如此，歲差現象也在公元330年被虞喜發現了。他所得的數值為每50年冬至點西移度。盡管如此，西方人和中國人所理解的歲差概念還是有差距的。西方所認識的歲差，是恒星的黃經不斷增大；而中國所認識的歲差，則是冬至點；西移，也就是節氣不斷在恒星間沿赤道方向西退。
應該承認，中國赤道坐標式的渾儀在研究天體的周日運動和測定恒星方位等工作上是很方便的。但對研究日月五星等太陽係內的天體來說，則不如黃道渾儀來得方便。中國天文學家在研究日月五星的運動問題上，是吃了赤道式渾儀的虧的。由於日月五星基本上都在黃道附近運動，使用黃道係統測定較為方便，而且較容易測得準確。使用赤道係統在研究它們的軌跡時則有一個投影的問題。正因為這樣，就使得中國天文學家在發現日月不均勻運動的問題上要比西方晚一點。大約在東漢時代的張衡，實際上就已測得太陽有不均勻運動，這從《渾天儀注》的記載可以看得出來，但當時卻把這項不均勻運動全部歸人黃赤道斜交所產生的結果。這樣，明確提出太陽有遲速運動就要推遲到北齊（公元550~577年）的張子信時代。張子信在海島用渾儀觀測日月五星的運動達30年之久，得出了春分後太陽運動慢，秋分後太陽運動快的結論。歲差和太陽的遲速運動的發現，都立刻引起了中國曆法的重大改革。
中國最早明確得出朔望月長度的數值大約是公元前7世紀，這個數值後來一直為四分曆所采用。恒星月的概念大約產生於戰國時代，但最早的文獻記載是成書於公元前2世紀的《淮南子.天文訓》。它給出的值為27.322日。近點月的概念大約產生於公元前1世紀的劉向，他們用九道術的概念來描述和推算月亮近地點以9年為周期的移動。但直到公元2世紀的劉洪，才對月的近點運動作了較精密和完善的推算。劉洪的近點月數值為27.553日，與今測值很相近。中國交點月的數值第一次出現在重要天文學家祖衝之的大明曆（公元429~500年）中，為27.212日。中國早期的天文學家以為日月是在同一軌道上運行的，到石申時已發現月亮常在黃道內外運動。第一次測出黃白二道交角數值的，也是東漢末年的劉洪，他的數值為六度。
中國所以十分注重日月食這類異常天象的發生，是因為統治者以為日食的發生是上天對苛政的警告。是關係到帝王的統治是否能夠鞏固的大問題。《書經》所載的有名的仲康日食（約公元前2165年）說的是當時的天文官羲和由於酗酒，未能準確預報那次日食，因而被殺頭的事。那次日食準確與否，我們可以不加評論，但這條記載若確實與預報日食有關，則至少說明了遠在《書經》的成書年代（公元前8~前4世紀)已能進行預報日食了。如此說來，戰國時代就有可能預報交食了。不過，在整個東漢時代，天文學家都把注意力集中在月食預報的爭論上，而幾乎很少有關於日食預報的記載。公元193年2月19日那次準確的預報是一次例外。看樣子，天文學家對這一次預報是很有信心的，皇帝帶領著大臣們在早已準備好日晷、漏壺的觀測場地緊張地等候日食的發生，因日食的來到比預報的時刻遲幾刻鍾，太史令王立，太尉周忠差一點掉了腦袋。如此看來，兩漢時代一般不預報日食，並不一定是天文學家不會預報，而是不願意打破“上天示驚”這一宗教的信仰。
從有文字記載的資料來看，中國預報交食首先是利用交食周期開始的。公元前2世紀末的《史記》和同時代的太初曆，所使用的可能都是135個朔望月23交的交食周期。曆史上，中國所使用的交食周期是很多的，例如，紀元初年王充41個月的交食周期；223個朔望月的所謂沙羅周期，也被楊忠輔在1199年使用過；358個朔望月的所謂紐康周期，也被郭獻之在762年使用過。
日食發生的道理，公元前1世紀的劉向就清楚地知道是月亮遮掩的，張衡認識到月食是由於月亮進人地影造成的。劉洪則指出黃白二道有6度的交角，隻有當太陽月亮在黃白交點附近15度半（赤經）以內相遇時，也即隻有當月亮距離黃道1.6度（赤緯）以內時，才能產生交食，這就是判別是否能發生交食的食限。由此可知，日食的發生與否，主要是看太陽射向地球的光是否能被月球掩蓋的問題。這樣，日月食發生的科學道理就完全清楚了。
係統地推算日月食，到劉洪才有記載，它需要準確地推算太陽月亮的方位及考慮到發生日月食的一係列條件。也牽涉到初虧食至複圓時刻的推算、食分大小和視差對交食的影響等一係列問題。中國古代在這些問題上做得是很出色的，但在計算天體的方位時，與西方不同，完全是使用代數的方法，它的數值完全是靠表格用招差法求得的。這也可說是中國天文學不同於西方的一個重要特點。
曆法及對行星運動的認識