中国古代历法的主要研究内容是日、月及五大行星的运动规律。就此研究内容而言，称中国古代历法为中国古代数理天文学是恰当的。史籍所载中国古历前后近一百部，其中获得官方正式颁行的五十余部。各部历法在具体内容和治历方法上有承袭，也有变革，绵绵两千余年，作述不息。令人叹为观止。要而言之，中国古代历法的中心课题可以归结为两个：原理和数据。原理是指日、月、五星运动规律在历法中得到的反映；数据是指历法对日、月、五星运动的数值描述。历法之疏与密主要从这两个方面表现出来。

根据原理和数据这两个要素，对中国古代历法作纵向考察，可以按时间顺序将其大致分为三个阶段：（1）两汉魏晋南北朝历法；（2）隋唐两宋历法；（3）元明历法。

传说汉代以前有所谓的先秦古六历，然而对它们的真伪，便是古人也早已怀疑。汉武帝时修的《太初历》是中国古代有明文记载的第一部历法，但已不传。西汉末刘歆所作的《三统历》是第一部被完整保留下来的历法，但学者们认为它几乎就是《太初历》的翻版。《后汉四分历》虽经反复修改，但并无实质变化。直至刘洪《乾象历》，引入月亮视运动的不均匀性，算是一大进步。此历并未颁行，至魏晋修历时其先进方法被采用。南朝何承天《元嘉历》在实测数据上有所改进。祖冲之所造《大明历》则试图从改变闰周和测定冬至点入手，提高历法精度，但由于政治原因，其法不得施行。(www.daowen.com)

隋张宾《开皇历》依何承天之法，微加增损而已。而刘焯的《皇极历》根据北齐张子信发现的太阳周年视运动和行星运动不均匀性，引进定气；采用定朔、岁差；还运用先进的数学手段解决计算问题。所有这些先进的原理和方法的运用使得《皇极历》成为一部具有里程碑意义上的历法。同样由于政治原因，其法不得施行。但时人称其为精密。唐初《戊寅历》和李淳风《麟德历》虽然行用一时，但它们的成就均不出《皇极历》的范围。直至一行《大衍历》，在对天体运动的理解、实测、计算技巧方面，都有重大革新，使得《大衍历》成为中国古代历法史上冠绝一时的好历。南、北两宋颁行的历法共有十九部之多，然均无重大突破。

《大衍历》之后，元代郭守敬等人的《授时历》成为中国历法史上的另一座高峰。经过前后数百年的努力，历法所反映的天体运动规律，即治历的基本原理已被古代天学家们大致掌握，欲使历法有所改进，惟有在数据及其处理方法上下工夫，《授时历》便是在这方面作出努力并获得成功的典范。其基本数据全凭实测，打破古来治历旧习，开创后世新法之源。明代遵用《大统历》，其法沿用《授时历》。