中国人很早就注意观察天象。古书上关于夏朝时流星雨和日食的记载，是世界天文史上最早的记录。春秋战国时期，天文学已取得了相当高的成就。鲁国的天文学家在对天象的观测中，观测到37次日食，其中33次已被证明是可靠的。现在世人通称的哈雷彗星，早在公元前613年就被载人鲁国史书《春秋》中，这是世界上关于哈雷彗星的最早的记录。

这一时期还出现了天文学专著，齐国人甘德著《天文星占》八卷，魏国人石申写了《天文》八卷，后人将它们合为一部，称《甘石星经》，这是世界上现存最早的天文学著作。书中记录了水、木、金、火、土五大行星的运行情况，以及它们的出没规律。书中还记录了800个恒星的名字，有121个的位置现在已经被测定。甘德还用肉眼发现了木星的卫星，比意大利天文学家伽利略在1609年用天文望远镜发现该星早2000多年。石申则发现日月食是天体相互掩盖的现象，这在当时也是难能可贵的。为了纪念石申，月球上有一座环形山就是用他的名字命名的。