在天文学方面，汉代著名历法有西汉司马迁等人的《太初历》、刘歆的《三统历》、东汉贾逵等人的《四分历》、刘洪的《乾象历》等。西汉历法已确定独立的体系，具备了后世历法有关于气、朔、闰、五星、交食、晷漏等主要内容。魏晋南北朝时，刘宋祖冲之编制的《大明历》，则在岁差、回归年长度值和朔望月长度值方面取得了较大的进步。除了历法外，东汉时创制浑天仪做逗肆和地动仪的张衡还著有《浑天仪图注》和《灵宪》两部天文学专著。前者阐述了有关天体的挥天说及浑天仪的原理构造，但已失传；后者则总结了有关纯轿宇宙生成与演化的思想，记录了2500颗恒星，画出了我国第一张完备的星图。《灵宪》比西方著名天文学家哥白尼、开普勒、伽利略等人的著作早了一千多年，它在我国天文学发展史上指租意义重大。
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