有些星原來很暗弱，但是在某個時候，它們的亮度突然增強，亮度增強幾千到幾百萬倍的叫做新星，增強一億到幾億倍的叫做超新星。以後它們的亮度又逐漸減弱，經過幾年或十幾年的時間亮度又恢複到原狀，好像在星空做了一陣客似的，因此，新星和超新星也稱為“客星”。我國早在殷代甲骨文中就有新星記錄，見於典籍的係統記錄是從漢代開始的。《漢書·天文誌》記載：“無光元年六月。客星見於房。”這是我國最早的新星記錄。公元前134年的這次新星出現，在中外曆史上都有記載，但不同的是西文的記錄沒有年月和方位。《後漢書·天文誌》記載：“中平二年十月癸亥。客星出南門中。大如半筵，五色喜怒。精小，至後年六月消。”公元185年的這次記錄是世界上最早的超新星記錄。
另外，《漢書·天文誌》詳細地記載了公元前32年10月24日出現的一次極光，這是世界上較早的精確的極光觀測記錄。
二十四節氣
節氣就實質而言是屬於陽曆範疇，從天文學意義來講，二十四節氣是根據地球繞太陽運行的軌道（黃道）360度，以春分點為0點，分為24個等分點，每2個等分點相隔15度，每個等分點設有專名，含有氣候變化、物候特點、農作物生長情況等意義。
二十四節氣在我國是逐漸確立完善起來的。我國周朝和春秋時代是用“土圭”測日影的方法來定夏至、冬至、春分、秋分。琴朝《呂氏春秋》的《十二紀》中所記載的節氣已增加為8個，即立春、春分、立夏、夏至、立秋、秋分、立冬、冬至。還有一些有關驚蟄、雨水、小暑、白露、霜降等節氣的萌芽的記載。到了漢朝《淮南子·天文訓》中已有完整的二十四節氣記載，與今天的完全一樣。
《太初曆》和《授時曆》
曆法是確定年、月、日等計時單位的長度，並使之依一定的關係組合，供計量較長時間間隔之用的計時係統。
《太初曆》（又稱三統曆）是我國古代流傳至今的第一部完整的曆法，是西漢時期由鄧平、落下閎製訂的。漢武帝太初元年（前104年），由於原來實行的顓頊曆越來越不符合實際天象，漢武帝從各地召集通曉曆法、算術和儀器製造等方麵的專家20多人，議造新曆，後來太初曆人選。《太初曆》規定一年為365.250164日，一月為29.53086日；將原來以十月為歲首改為以正月為歲首；開始采用有利於農時的二十四節氣；首次提出了以沒有中氣的月份為閏月的原則，把季節和月份的關係調整得十分合理；它重新測定了二十八宿的距離；第一次明確提出了交食周期的概念和數值；測定了比以前準確得多的五星會合周期值，並且製定了五星在一個會合周期裏的動態表，建立了一套定量預報任一時日五星位置的方法。《太初曆》的製訂是我國曆法上一個劃時代的進步。《太初曆》不僅是我國第一部比較完整的曆法，也是當時世界上最先進的曆法，它問世以後，一共行用了189年。
公元1280年，元代王恂（1235~1281年）、郭守敬（1231~1316年）等製訂《授時曆》，廢除古代曆法，是中國曆法的第四次大改革，該曆已和現代公曆性質基本祥。郭守敬等人通過3年多的200次測量，經過計算，采用365.2425日作為一個回歸年的長度，這個數值與現今世界上通用的公曆值相同，而在六七百年前，郭守敬能夠測算得那麼精密，實在是很了不起，比歐洲的格列高裏曆早了300年。《授時曆》於1281年頒布，施行了364年，是我國古代最精確和使用最長久的曆法。
最早的氣象探測儀器
西漢時出現的一種天平式的濕度計是世界上最早的測濕儀器。在西漢初年《淮南子》一書中，記載了用羽毛、木炭測濕以預測降雨的實例：“懸羽與炭而知燥濕之氣。”並指出這種儀器測濕的原理。因為炭吸濕性強，也易蒸發，它極易隨空氣濕度大小而產生重量變化，“燥，故炭輕；濕，故炭重”。而羽毛或土的吸濕性較差，其重量受溫度變化的影響甚小，可以說保持不變。把羽毛或土和炭在一定時間內懸掛在天平的兩端，使之處於平衡狀態，當濕度發生變化時，炭隨濕度大小而產生重量變化，羽毛或土的重量幾乎不變，這樣，天平便失去平衡。再由天平傾斜角度的大小，可以知道濕度的大小。西漢發明的天平式濕度計，比15世紀達·芬奇（Leo nar da Vinci）設計的濕度計早1500多年。
雨水，對於我們這個傳統的農業大國來說尤為重要，曆代政府與民眾都格外關注著雨情與水情。
在對雨情的科學研究中，雨量大小的測定是一項極為重要的工作。我國宋代的先民們，在世界上最先發明了雨量器，而且還把雨量的計算作為當時必修的內容寫進了數學著作中。《數書九章》是中國數學史上一部重要的著作，其中有4道數學題就是根據測雨器中雨水的多少來計算地麵降雨量的。
這種雨量器還傳到了我們的鄰國，現今在朝鮮還存有一件我國乾隆庚寅年5月製造的雨量器，這是一件川黃銅製怍的圓形小桶，高1尺，廣8寸，器上刻有標尺，還刻有器名“測雨順”和製造年月。這也是目前世界上尚存的時代最早的雨量器。