我國早在夏代就已經觀察天象，至商周時期，進一步對日、月、五星（即水星、金星、火星、木星、土星）的運行及方位作出了係統觀測。後又選擇二十八個星作為觀測的標誌，這就是“二十八宿”。為了觀察的精確，又沿著黃道把周天分作十二等分，並用若幹星官作標誌，標以十二支的名稱，主要用來表示一年十二個月中日月交會的位置，並配以十二辰之禽（十二種獸類、禽類）的形象。又將木星、金星、火星、水星也以四禽獸的形象“標示四方”。
東漢思想家王充在《論衡?物勢篇》中說：“東方木也，其星蒼龍也。西方金也，其星白虎也。南方火也，其星朱鳥也。北方水也，其星玄武也。天以四星之精，降生四獸之體。含血之蟲，以四獸為長，四獸含五行之氣最較著”。以上四獸禽與陰陽五行，即金木水火土相配。
同時，王充又以十二地支“以十二辰之禽效之”，即所謂十二生肖。他說：“寅，木也，其禽虎也；戌，土也，其禽犬也；醜、未，亦土也，醜禽牛，未禽羊也……亥，水也，其禽豕也；巳，火也，其禽蛇也；子，亦水也，其禽鼠也；午，亦火也，其禽馬也。”又說：“……午，馬也，子，鼠也，酉，雞也，卯，兔也……亥，豕也，未，羊也，醜，牛也……巳，蛇也，申，猴也”。王充又在《言毒篇》中說：“辰為龍”。“五行”與“十二辰”和“十二支”相連，即與十二獸禽的形象相連，再與十個“天幹”相配，構成甲子、乙醜、丙寅年……以六十年為一輪，便是所謂“六十花甲子”。而後又重循環，周而複始，綿綿千古不絕。所以，作為十二辰禽的十二生肖，既是時間序列和空間方位的象征，也是我國古代術數家將科學用藝術形象表現出來。
唐代喪葬活動中流行“十二支神象”陪葬的習俗，就是製成“獸首人身”的十二生肖明器。《唐會要》記載：“文武官及庶人喪葬，三品以上明器九十事，四神十二時在內”。所謂“十二時”就是十二個“獸首人身”十二生肖，“四神”，就是青龍、白虎、朱雀、玄武四方神。對死者來說，墓中陪十二生肖和四方神，既起保護作用，又是吉祥的象征。
十二生肖起於何時，很難查考，過去以王充所說的十二辰禽為較早的記載，但絕非起始於漢代，而應上溯到更久遠的時代。
1975年湖北省雲夢縣睡虎地秦墓中出土大量的竹簡，在《日書》背麵《盜者》一節中，記載著地支十二生肖的文字，其中的鼠、牛、虎、兔、馬、羊、豬七種屬相與今日相同，有五種的名稱與今日不一樣，如“巳，蟲也；午，鹿也；申，環也；酉，水邊；戌，老羊也。”後經已故學者於豪亮研究指出：蟲，即蝮，即蛇，蝮蛇。環讀為兒（音táo，古陶字）即猿，與猴近。水讀為雉，即野雞，與雞相近。竹簡上“辰”字下方的屬相漏寫，不知何物。
秦墓出土十二生肖竹簡，說明在先秦時期人們已有生肖的概念。
戰國時期楚國的大詩人屈原，在《離騷》中自述：“攝提貞於孟陬兮，惟庚寅以降”，說他生於寅年寅月寅日，“寅”的屬相是虎。“攝提”是古代以星歲紀年的方法，“孟陬”是指夏曆春季的第一個月。我國曆法把冬至歸納為第一個月稱為子月，第二月叫醜月，第三月叫寅月，以此類推。若把一年歲首的正月放在寅月，便是“建寅”，或稱“寅正”。屈原生於庚寅年，當是前331年，距今有2328年了。又傳說屈原生於前340年，但這年是辛巳年，不是虎年。
中國古代歲時節令所謂的“正朔”，“正”是一年開始的第一天，“朔”是一月開始的第一天。古時改朝換代，新王朝為了表示“應天承運”，要重定正朔。夏正建寅為人統，殷正建醜為地統（以陰曆十二月初一為歲首），周正建子為天統（以陰曆十一月初一為歲首），秦建亥，以夏曆十月為歲首。漢朝初年用顓頊曆，以九月為年終，十月為年之始。漢武帝時，因數次改正朔，曆法不準，命司馬遷、落下閎、鄧平改為“太初曆”，恢複夏曆，以建寅為歲首。自此曆代沿用，迄於清末。由此可見，早在四千餘年前的夏代，紀歲建寅，便是以虎為一年首月，中間雖有千餘年的變化，到公元前的140年漢武帝恢複用虎年紀歲，到清朝末年，一直沿用了2051年之久。