中國是天文學發展最早的國家之一，早在史前時代，先民們對寒來暑往，月圓月缺，植物的生長、成熟和動物的活動規律，就積累了一定的知識。最遲在新石器時代早期，中國先民就開始對日、月等天象進行觀測。1972年，在河南鄭州市大河村仰韶文化遺址出土的彩陶片上，曾發現繪有天文的圖案，這些圖案有光芒四射的太陽紋和肉眼極難看到的日暈圖，有滿月和蛾眉月彩繪，還有殘存的北鬥星象圖等，這些圖像反映出先民們已積累了相當多的天文知識，並把它們繪製在陶器上。據專家考證，其圖案繪於5000年以前。而1963年在山東莒縣淩陽河大汶口文化遺址出土的灰色陶尊上，則刻畫著太陽與雲氣的形象圖案，陶尊的年代距今大約有4500年。或許在這個時候，人們就根據日之升降、月之圓缺及某星在天空的位置來定方位、定時間、定季節了。當時，除日、月外，人們對紅色亮星“大火”相當重視。“大火”，現代天文學稱為“天蠍座α星”。傳說在中國古帝顓頊時代，就設置“火正”之官，觀察大火運行，用以指導農業生產。可以說，天文學在各門自然科學中是產生最早的一門學科。誠如恩格斯所說：“必須研究自然科學各個部門的順序的發展，首先是天文學——遊牧民族和農業民族為了定季節，就已經絕對需要它。”
中國早期天文學在“定季節”的同時，還伴有鮮明的占星術特點和強烈的政治色彩。《周易·彖傳》說：“觀乎天文，以察時變。”《係辭·上》也說：“天垂象，見吉凶。”這裏說的天文就是天象，按中國古代的占星家的理論和學說，宇宙天體與人間社會可相互感應，天象的變化乃是上天對人間禍福的示警。這種獨特的文化心理不僅促使統治者壟斷一切天文占驗，而且使他們不得不辛勤地觀測天象，以便尋找天象與人事之間的某種聯係。從傳說中的黃帝開始，曆朝曆代都有占星家，這些人幾乎都以他們各自的占星術對當時的政治產生過不同程度的影響。