漢武帝時期頒布的太初曆是科技、天文、曆法方麵的一個突出成就。中國古代到戰國時期已流行古六曆，即黃帝曆、顓頊曆、夏曆、殷曆、周曆、魯曆。這古六曆都是“四分曆”。所謂“四分曆”就是一個回歸年的時間定為三百六十五又四分之一日。
戰國時不同諸侯推行的曆法亦不同，大約黃河中遊地區夏族後裔居住的區域就實行夏曆，以寅月即農曆正月為歲首，稱夏正。東南方殷族所建諸侯國如宋國以醜月即農曆十二月為歲首，稱殷正。周王室及同姓諸侯國以子月即農曆十一月為歲首，稱之為周正。
秦朝奉行戰國時製定的顓頊曆，統一後頒行全國，以亥月即農曆十月為歲首。
漢初沿用顓頊曆，年代長了，日月差數得不到校正，出現了“朔(每月初一)晦(農曆月終)見不到月亮的時候卻見到了月亮，上弦(農曆初七、初八，月亮缺上半)、下弦(農曆二十二、二十三，月亮缺下半)的時候卻見到了圓圓的月亮”。另外，當時社會上要求改製(改正朔)的呼聲也很高。
於是，漢武帝命公孫卿、壺遂、司馬遷與射姓、鄧平、唐都、落下閎等二十餘人共造太初曆，據說這次造出的太初曆“晦朔弦望，皆最密，日月如合璧，五星如連珠”,比顓頊曆有明顯進步，並於太初元年(前104)頒行。太初曆原著失傳，西漢末劉歆基本采太初曆數據，改名三統曆，為《漢書·律曆誌》收藏，流傳至今。其價值是：
太初曆采用夏曆(今農曆)以寅月即正月為歲首，至今兩千多年未變。
太初曆確定以沒有中氣(月中沒有節氣)月份為閏月的原則，把月份與季節的關係調整得很合理，這個辦法在農曆(夏曆)中沿用至今。沒有中氣(月中沒節氣)與中國農曆的二十四節氣有關。二十四節氣是將一回歸年分為二十四等分，約十五天左右設置一個節氣，以反映太陽在黃道上的二十四個特定位置，同時反映出氣候變化的情況。