春秋战国时期是我国古代从奴隶制向封建制过渡的社会大变革的时代，这时生产力得到很大的发展，促使包括科学技术在内的古代文化得到长足的进步。就天文历法而言，前进的步伐亦明晰可见，这主要表现在对天文现象的观测与描述由定性向定量的转变，阴阳历的定型，和关于宇宙的理论的涌现等等，这些都为我国古代特有的天文历法体系奠定了基础。随着周室衰微和诸侯蜂起，打破了由周王朝少数天文学家垄断天文历法的局面。各诸侯国由于发展农业生产以及政治上的需要，都极其重视天文历法的研究，这给流散四方的畴人子弟以施展才能的良好机会。这一时期出现了一批著名的天文学家，“鲁有梓慎（活动于公元前550年前后），晋有卜偃（活动于公元前650年前后），郑有裨灶（活动于公元前500年左右），宋有子韦（活动于公元前480年左右），齐有甘德，楚有唐昧，赵有尹皋，魏有石申夫（亦名石申，后四人皆活动于公元前四世纪），皆掌著天文，各论图验”。(7)他们或者前后相继，或者同时并立，在天文历法界内形成了各树一帜、百家争鸣的局面，更促进了天文历法的发展。
一、天文观测的定量化与系统化
1.二十八宿系统的形成和距度的测定
二十八宿是沿天球黄、赤道带，将其临近天区划分成28个区
域的恒星区划系统，其名称依次为：角、亢、氐、房、心、尾、箕，斗、牛、女、虚、危、室、璧，奎、娄、胃、昴、毕、觜、参，井、鬼、柳、星、张、翼、轸。1978年，湖北随县发掘的战国早期曾侯乙墓中，出土有一只漆箱盖，上面绘有二十八宿的全部名称，这是迄今所发现的最早的二十八宿恒星系统的完整记载。究其实，二十八宿作为一个完整的系统形成的年代还要早些，当不迟于春秋时期。据研究，约于公元前六世纪，人们已经对二十八宿各标准星之间的赤道度距（称二十八宿距度）进行过测量，(8)其数值留存在唐代的《开元占经》一书中。二十八宿系统的建立，为日、月、五星以及若干天象发生位置的确定，提供了一个统一的和定量化的背景依据，是为这一时期天文观测定量化和系统化的重要标志之一。
2.恒星区划命名的系统化与《石氏星经》
将天上的恒星按一定的方法进行区划和命名的工作，在战国时期取得了重大的进展，其中尤以石申和甘德的工作最为显著，他们对恒星的区划都自成系统。据《开元占经》记载，包括二十八宿在内，属于石申区划的星官有120个，计星815颗，属于甘德区划的星官有146个，计星687颗。他们的工作为我国古代传统星官的区划和命名奠定了良好的基础。
石申还定出了120个星官的标准星具体坐标值，这样各星官的位置和该星官中非标准星的位置都相对准确地规定了。此中，最主要的是对121个标准星（北斗星座选取2个标准星）具体坐标值的测定，它们构成了一个完全数量化的成熟的星表，这就是著名的《石氏星经》。这一成果亦载于《开元占经》之中。对这121颗恒星坐标值的研究表明，许多恒星的坐标值确与石申所处时代的理论值相吻合，但另有一些却与东汉前期的理论值相一致，这说明《石氏星经》并不全是石申当年的测量结果，而是石申创始的天文学派在数百年间长期观测的总汇。即便如此，《石氏星经》亦不愧为世界上最早的星表之一，石申也无愧为恒星坐标测量工作的先驱。
3.五星观测的数量化
春秋战国时期，人们对五大行星运动的观测与研究有了重要的进步，这主要表现在以下两个方面：
一是对五星运动周期的测量。人们已经把行星的恒星周期（行星运行一周天所需的时间）和会合周期（行星两次晨见东方的时间间隔）区别开来。石申和甘德都指出木星的恒星周期为12年（应为11.86年），其实，这一认识的产生当不迟于春秋时期。石申还指出火星的恒星周期为1.9年（应为1.88年）。而甘德又测得木、金、水三星的会合期分别为400日（应为398.9日），587.25日（应为583.9日）和136日（应为115.9日）。在长沙马王堆出土的帛书《五星占》中，也载有木、土和金三星的会合周期，依次为395.44日、377日（应为378.1日）和584.8日，此当为战国末年的观测结果，与甘德当年所测的精度互有短长。
二是对五星动态的定量描述。石申和甘德已发现火星和金星的逆行现象，他们都曾形象地用“巳”字形来描述其运行的视轨迹。在《五星占》中则更具体地对木、土、金三星在一个会合周期内的动态作了定量描述，如把金星的动态分为：晨出东方—顺行—伏—夕出西方—顺行—伏—晨出东方六大阶段，每个阶段则定出所经时日与每日运行的速度，其中对两次顺行还定出二或三个不同的速率。这就是后世得到进一步发展的行星动态表的雏形。行星会合周期的测定和动态表的编制，已使得对行星位置的预报成为可能。
二十八宿距度的测定、《石氏星经》的出现，以及初始的行星动态度的编制等等，都证明春秋战国时期业已有相应的测量仪器的出现，有些研究者称之为“先秦浑仪”。(9)虽然我们还说不清这种浑仪的具体结构，但它应是汉代以后日益完备的浑仪的直接祖先，则是勿庸置疑的。
4.二十四节气的完备
二十四节气是我国古代天文学家的一大创造。它曾经历了一个十分漫长的发展过程，起初大约仅有二至（冬至、夏至）和二分（春分、秋分），一直到战国时期才逐渐形成完备的二十四节气系统：由冬至起算，每经一年的1/24日交一个节气，其名称分别为冬至、小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种、夏至、小暑、大暑、立秋、处暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪。此中奇数统称为中气，偶数统称作节气。二十四节气分别标志着太阳在一周年运动中的24个大体固定的位置，是对太阳周年运动位置的一种特殊的描述形式，它们又能较好地反映一年中寒暑、雨旱、日照长短等变化的规律。所以，它们不但具有重要的天文意义，而且对于农业生产有着重大的指导作用。二十四节气自战国时期得以完备之后，一直成为我国传统历法的重要内容之一，至今在广大农村仍有旺盛的生命力。
