中國四分曆的創造，大約是在公元前5世紀。比希臘迦利潑斯創作76年周期的曆法大約早1個世紀。四分曆的數據與迦利潑斯法是一致的，它規定76年正好為940個朔望月，27759天。這種曆法大約每300年相差1日，每400年節氣差3日，在當時還是比較精密的，所以在以後一個相當長的時間內隻重視改元而不改法。公元前4世紀，戰國時代的好幾個大國都製訂有自己的曆法，當時曆法的歲首有周正、殷正和夏正等（即以冬至之月、冬至後一個月、冬至後兩個月為正月的曆法）。由於使用的曆元不同，節氣和朔日也互相出入。當時的石申甘德就是重要的曆法家。
戰國時代的四分曆，比迦利潑斯周期要豐富得多。因為中國#代的曆法，除配以幹支記日外，還要推算五星的出沒動態。中國的曆法家在製訂曆法時都試圖尋找理想的曆元。例如，要求曆元時正好在日的起始時刻，日月合朔時刻，五星同時晨出東方的時刻，紀日周期的起始時刻等等。
木星的恒星周期大約為12年，將它用來作為人類社會的紀年標準，這是戰國時代中國人的一項發明。木星每年平均在恒星背景上移動一個星次，於是就以木星所在星次紀年。由於木星並不正好12年移動一個星次，這就形成了不同的紀年法，例如，除甘氏石氏紀年法以外，西漢以前的曆法都各有自己的紀年方法。戰國末期人們又將十二星次與六十幹支相配合，並逐漸演變成以幹支來代替木星紀年。至東漢初年，就全部完成了這種替代工作，專以六十幹支順序紀年了。這種紀年法也是東方體係的一個特點，一直沿用到近代。
使用二十四節氣，也是中國曆法的另一個明顯特點。由於一回歸年並不等於十二個整朔望月，需設置閏月，這就使得節氣不能在月份中固定。為了克服這個缺點，中國人在戰國時創立了二十四節氣。所謂二十四節氣，是從冬至日開始，將一回歸年等分成二十四分，或從冬至點開始，將枝黃道等分成二十四分，每一段稱為一節氣。這些名稱是冬至、小寒、大寒、立春、雨水、驚蟄、春分、清明、穀雨、立夏、小滿、芒種、夏至、小暑、大暑、立秋、處暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪。它實際是將一回歸年的十二個陽曆月，每月一分為二。這二十四氣節又分十二中氣和十二節氣，在月頭的為大雪、小寒等稱為節氣，在月中的為冬至、大寒等稱為中氣。從中國將二分二至放在月中可以看出，中國的十二星次與西方的十二宮並不對應，而是有半宮交叉的。
由於皇帝把頒布曆法當作皇權的象征，所以曆代皇帝很重視曆法的改進。中國曆史上有史可查的曆法就有100多種。早期的改曆主要是由於原有曆法所推氣朔和行星位置的累積誤差變大，但隋唐以後的改曆則多半因政治原因或預報日月食不準而引起。下表列出中國早期曆法中的回歸年和朔望月的數值，可以看出，這些數值到劉洪和祖衝之時就已經相當精密了。
盡管中國人對行星運動的觀測和認識是很早的，但對它們運動周期的定量觀測和研究的文獻記錄則是從石申才開始的。中國天文學家不僅注意研究它們在恒星間的周期運動，而且更注意它們的會合運動，也就是與太陽相對位置的變化周期。下表列出了中國早期幾位主要天文學家所測定的五星會合周期。從表中可以知道，在石甘時代，對木星金星的周期已大致上掌握了，對水星掌握得還不大準確，對於火星，則不知為什麼長期沒有運行周期的記錄，直到司馬遷時代仍然如此。近來在馬王堆出土的帛書《五星占》，使我們認識到在公元前3世紀時中國人對於金木土三星的運動周期已經掌握得比較準確了。而到劉歆李梵(公元前後1世紀）時代，所有五星周期的誤差都在半日以內，達到了相當高的精度。他們所得到的結果，比希臘同期的結果要稍好一些。
中國人對於行星動態變化的觀測是很精細的，在公元前3世紀的帛書《五星占》和前2世紀末司馬遷的《史記》中，關於行星的順、留、逆現象已記載得很詳細。在一個會合周期中各個運動階段的日數和運動速度的變化都有詳細的記載。當然，在推算它們的運動方位時，也是用實測的辦法，給出各個運動階段的速度，列出表格，用內插法或招差法求出各個位置上因變速運動而實際應得的數值。
總的說來，中國人在研究日月五星運動方麵隻注重於實用，注重於實際位置的推算，而不去探討它們的結構和運動理論。因而它是偏重於經驗性的。
但是，這並不是說，中國人在很長的曆史時期內都沒有人提出過關於行星運動的夢統性的理論。張衡的行星運動理論就很卓越，很值得人們重視。他在《靈憲》中指出，恒星附著在天球上，包圍著地作周日運轉。對於日月五星等天體，它們是在天球和地之間自由運動著的。這些天體有著一個普遍的運動規律，離開天球越近，它的運動速度就越慢；離開天球越遠，它的運動速度就越快。對於同一個天體，它的速度變化也同樣符合這一規律。當它離開天球的距離沒有多大變化的情況下，它就作正常的順行；當它向接近於天球的方向運動時，它的運動速度就減慢；當速度減慢到一定的時候就處於停止狀態，甚至發展到逆一向運動。在張衡的地心運動體係中，天體的距離是由它們的、運動速度，也就是由它們的恒星周期決定的。它們離開地心的排列順序必定是月水金日火木土和恒星天。非但如此，張衡還給運動速度快的一類取名為月類行星，如月亮、水星、金星；給運動速度慢的取名為日類行星，如太陽、火星、木星、土星。張衡用距離遠近來解釋月亮、太陽等天體的近點運動，在這一點上，應該說是很成功的。
張衡的這種行星運動理論雖然很卓越，但還隻是停留在初級的定性說明方麵。後人對他的這種理論很少注意，終於淹沒在曆史的陳跡之中。