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L'astronomia cinese è nota fino ai giorni nostri grazie alle accurate documentazioni che gli antichi cinesi facevano sulle loro osservazioni: possiamo quindi risalire fino al 1217 a. C. quando venne registrata un'eclissi di Sole.
I cinesi riuscirono a trovare una spiegazione di come determinare i solstizi e la divisione dell'anno: misuravano il variare della lunghezza di un'ombra solare proiettata da un semplice bastone.
A volte le spiegazioni date ai fenomeni erano più fantasiose.
Ad esempio uno dei fenomeni più evidenti che riguarda la Luna sono le fasi lunari.
Per i cinesi, le fasi lunari erano dovute ad un enorme cinghiale, nascosto tra le nuvole, che si divertiva a mordicchiare il nostro satellite naturale, mangiandoselo addirittura interamente in caso di eclissi.

Contrariamente agli altri popoli i cinesi riportaro i fatti senza arricchirli di leggende o pregiudizi.
Si possono così ritrovare descritti altri fenomeni, come passaggi di comete o l'esplosione della supernova del Granchio del 1054.
Si concentrarono anche sulle costellazioni circumpolari, che restano visibili per tutta la notte.

Inoltre crearono un calendario lunisolare composto da 360 giorni a cui venivano aggiunti 5 giorni epagomeni.
Nonostante le loro conoscenze in campo astronomico il loro calendario non riuscirà mai ad essere preciso come quello di altre civiltà antiche.

Le teorie sulla struttura dell'Universo furono certamente tre.

• Gai Tian
  Secondo questa teoria la Terra era quadrata e il cielo sovrastava i 4 lati della Terra.
  La Terra era costituita da 9 continenti, ognuno circondato da un piccolo mare e da un grande mare, il quale andava a congiungersi con il cielo sui 4 lati.
  La Stella Polare era il punto limite di altezza, intorno al quale girava il firmamento senza fermarsi, proprio come una ruota di carro attorno al mozzo.
• Hun Tian
  Considerava il cielo sferico e la Terra, immersa nel cielo, anch'essa sferica. Nella parte inferiore del cielo si trovava l'acqua; era sostenuto dal vapore, mentre la Terra galleggia in questa acque.
  In estate il vapore sale,innalza la Terra, diminuendo la sua distanza dal Sole. In inverno il vapore è fluido, la Terra si abbassa e si allontana dal Sole.
  Questa era la spiegazione data anche al cambiamento di temperatura tra estate e inverno.
• Xuan Ye
  Questa teoria negava forma e sostanza al cielo. I cinesi furono i primi a sostenere l'infinità dell'universo, ammettendo che il colore azzurro del cielo è dovuto al fatto che gli occhi non possono vedere oltre un certo limite.

Per l'orientamento l'equatore celeste fu diviso in 28 sezioni d'arco chiamate Hsiu, "case", che rappresentavano le divisioni politiche originarie della Cina terrena.
Inoltre il cielo intero era suddiviso in circa 250 piccole costellazioni, composti da circa 6 stelle ciascuno.
Le figure viste dagli astronomi cinesi sono molto diverse da quelle che conosciamo noi; in generale preferirono aspetti di vita comune da rappresentare nel cielo.

Secondo i cinesi esiste una correlazione tra parti del corpo, punti cardinali e il cosmo.

• La testa è il cielo, i capelli sono le stelle, occhi e orecchie sono rappresentanti del Sole e della Luna.
• Il potere vivificatore della pioggia è rivisto nel sangue e i vasi sanguigni impersonificano i fiumi.
• Lo stomaco, l'aorta, il mediastino e il cervello rappresentano i 4 mari cosmici, in quanto anch'essi erano considerati mari.
• Lo scheletro è il corrispettivo delle montagne, le 12 grandi articolazioni sono i 12 mesi e le 360 piccole articolazioni sono i 360 giorni dell'anno, i muscoli rappresentano la terra.
• Il cuore era paragonato alla Costellazione dell'Orsa Maggiore, dove le sette stelle del Grande Carro sono i sette orifizi del cuore.