在中國古代，天文學和數學既是兩個獨立發展的不同學科，又存在著密切的聯係。天文學的發展，有賴於數學的進步，往往又是當時數學發展水平的集中體現。秦漢時期的科學家們，在整理和繼承以往天文學和數學成就的基礎上，結合當時勞動人民的生產和生活實踐，又把它們推到了新的高度。如《太初曆》《三統曆》《史記·天官書》和《靈憲》等天文學著作的出現，各種天文儀器和天象觀測手段的發明與運用，以及各種天體結構理論的提出，都標誌著中國古代獨特的天文學體係的初步形成；而《九章算術》的出現，則是這一時期數學發展水平的突出代表。
一、曆法的修訂與完善
中國是一個古老的農業國家，農業生產在社會經濟生活中占有舉足輕重的地位。而要安排好農業生產，又離不開科學的曆法。中國古代曆代統治者都十分重視曆法的修訂工作，把它作為封建政治和社會生活中的一件大事來抓。這是眾所周知的。實際上，中國古代的曆法包含有更豐富的內容，它可以說是一門研究日月五星運動的科學。具體說來，它包含以下幾方麵的內容：（一）朔望和節氣時刻的推求，以及和這些有關的閏法的確定；（二）日月食的預報；（三）五星位置的推算；（四）恒星位置的測定；（五）晷影和刻漏的測量。當然，就中國古代曆法體係本身而言，它也有一個不斷完善的過程。
公元前221年，秦始皇統一中國，建立了中國曆史上第一個統一的中央集權的封建國家。秦皇朝建立後，沒有著手製訂新的曆法，仍沿用原來的顓頊曆。這一曆法早在公元前366年就被秦國采用。由於秦始皇推崇當時頗為流行的“五德終始”說，認為“周得火德”，而秦“獲水德之瑞”，應“改年始”，因而將顓頊曆的曆元由原來的朔旦立春，改置於十月，即以十月為每年的第一個月。至於是否還有其他的變革，由於顓頊曆本身早已失傳，不得而知。