自從西漢史學家司馬遷著《史記》以來，形成了歷代為前代撰寫史書的傳統。從《史記》至《明史》共24部，總稱《二十四史》。在《二十四史》中不但記載歷代史實，還有關于天文、律歷的大量內容。

《二十四史》中有17部專門著有天文、律歷、五行、天象諸志。各天文志中均有傳統的天象記錄，保證了我國古天象記錄的完整性。這些記載，是研究我國天文學史的主要資料來源。

《二十四史》中專門著有天文、律歷、五行、天象的史書，包括《史記》、《漢書》、《后漢書》、《晉書》、《宋書》、《南齊書》、《魏書》、《隋書》、《舊唐書》、《新唐書》、《舊五代史》、《新五代史》、《宋史》、《遼史》、《金史》、《元史》、《明史》和《清史稿》。

其中有些史書的記載是歷史典籍中首次出現，具有重要的價值。

《史記·天官書》為西漢史學家司馬遷撰，總結了西漢以前的天文知識，詳細敘述全天星官星名，全天五宮及各宮恒星分布，共列出90多組星名，500多星，但其名稱往往與后世有異，為研究星名沿革提供了信息。

《史記·天官書》還指出北斗與各星宿相對應的關系，根據北斗的觀測可判定各星宿的位置。關于恒星大小和顏色的描述表示了恒星亮度與溫度，這是我國古代有關恒星物理性質的難得資料。

《史記·天官書》還敘述了眾多的天象、彗孛流隕、云氣怪星等，描述了它們的形狀和區別，并記下了“星墜至地則石也”的認識。此外五大行星的運動規律，日月食的周期性，二十八宿與十二州分野都在這里有首次記載。

《漢書·天文志》是漢代大學問家馬續撰。關于全天恒星統計有118官，783星。天文志中詳細記錄了各種天象出現的時間，尤其是行星在恒星間的運行、太白晝見、彗孛出現的時間和方位。

《后漢書·天文志》為西晉史學家司馬彪撰，也繼續記載這一系列天象。

兩書的“五行志”則著重記述日食、月食、日暈、日珥、彗孛流隕之事，特別對日食的食分和時刻有詳細記載，對太陽黑子出現的時間、形狀作出了很有價值的描述，是早期天象記錄的重要來源。

《晉書·天文志》為唐代天文學家李淳風撰寫，是一篇重要的天文學著作，雖比《宋書》、《南齊書》、《魏書》的“天文”、“五行志”晚出，但它的內容豐富，基本上是晉以前天文學史的一個總結。

其中有關于天地結構的探討，渾天蓋天宣夜之說及論天學說，各說之間的爭論和責難；

有各代所制渾象的結構、尺寸、沿革情況；有全天恒星的重新描述，計283官，1464星，為陳卓總結甘石巫三家星以后直至明末之前我國恒星名數的定型之數；

有銀河所經過的星宿界限；12次與州郡與二十八宿之間的對應關系；還有各種天象的觀測，首次指出彗星是因太陽而發光，彗尾總背向太陽的道理。

最后還記錄了大量天象，使歷代天象記錄延續不斷。

《隋書·天文志》也是李淳風所撰寫。關于天地結構，全天星宿的內容與晉志頗有相同之處，蓋因出于一人一時之筆。但此書詳論渾儀之結構和蹤跡，首次描述了前趙孔挺和北魏斛蘭等人所鑄渾儀，留下了早期渾儀結構的資料，難能可貴。

《隋書·天文志》又論述了蓋地晷景、漏刻等內容，記錄了一日10時，夜分五更的制度。第一次列舉交州、金陵、洛陽等地測影結果，指出“寸差千里”的說法與事實不符。

書中還引述姜岌的發現，“日初出時，地有游氣，故色赤而大，中天無游氣，故色白而小”，這與蒙氣差的道理相合。

又引述南北朝時期天文學家張子信居海島觀測多年，發現太陽運動有快有慢，行星運動也不均勻，提出感召向背的原因來給予解釋。這都是我國天文學史上的重要發現。

新舊唐書出于不同作者，詳略各有不同，可互為參閱。兩書天文志詳論了北魏鐵渾儀傳至唐初已銹蝕不能使用。

李淳風鑄渾天黃道儀，確立了渾儀的3層規環結構，又考慮白道經常變化的現象，使白道可在黃道環上移動，后來一行、梁令瓚又鑄黃道游儀，使黃道在赤道環上游動象征歲差。

新舊唐書天文志記載了兩儀的結構和下落，并列出了一行測量二十八宿去極度的結果，發現古今所測有系統性的變化。

新舊唐書天文志還記載了一行、南宮說等進行大地測量的情況和結果，發現“寸差千里”之謬，并發現南北兩地的影長之差跟地點和季節均有關系，改以北極出地度來表示影差較為合適。

新舊唐書天文志還以較大篇幅記載唐代各種天象，互有補充。

特別應提出《舊唐書·天文志》記錄了唐代天文機構的隸屬關系和人員配置，相應的規章制度，尤其是規定司天官員不得與民間來往，使天文學逐漸成為皇室壟斷的學問。

這一資料對研究我國天文學史非常重要。新舊唐書天文志是晉志以后的重要著作。

新舊五代史也出自兩人，僅記日月食、彗流隕之天象，但《舊五代史》中天文志較詳盡。

《宋史·天文志》卷帙浩繁，除詳細敘述全天恒星、記錄宋代各種天象外，還介紹了北宋時期制造渾儀及水運渾象、儀象臺的簡況，有沈括所著《渾儀議》、《浮漏議》、《景表議》3篇論文的全文，是天文學史的重要資料。

宋、遼、金三史以金史文筆最為簡潔，但金史將天文儀器的內容放在歷志里，似無道理，它敘述了宋滅后北宋儀器悉歸于金，并運至北京，屢遭損壞的情況，對儀器的滄桑變遷提供了有價值的史料。

《元史·天文志》詳細記述了郭守敬創制的多種儀器，元代“四海測驗”的情況和結果，還有阿拉伯儀器的傳入，集中描述了7件西域儀象，是明代以前對傳入天文儀器最集中系統的資料。它是《唐書·天文志》以后較為重要的史料。

《明史·天文志》則是中西天文學合流之后記述這一情勢的重要資料，許多內容當采自崇禎歷書。這里有第谷體系，日月行星與地球的距離數據，伽利略望遠鏡的最初發現，南天諸星北半球之我國不可見者，西方的一些天文儀器、黃道坐標系等。

《二十四史》“律歷志”中的律，主要內容是音律，與天文學關系似不密切。歷，是我國天文學史的主要內容，各史歷志是有關我國歷法史的資料源泉。

從史記歷書以來，各史中均詳細記載了一些歷法的基本數據和推算方法，還有相應的歷法沿革、理論問題等。

在歷法推算之外，還有一些有關歷法沿革和改歷背景方面的資料。

《后漢書》中有太初歷與四分歷興廢時期的情況，如賈逵論歷、永元論歷、延光論歷、漢安論歷、熹平論歷、論月食等篇。

《宋書·歷志》中有祖沖之與戴法興關于歷法理論問題的辯論。《新唐書·歷志》中有大衍歷議。《元史·歷志》中有授時歷議；《明史·歷志》中有歷法沿革、大統歷法原等。

這些都是很重要的篇章。對于研究我國歷法史來說，這些都是必不可少的資料。

《二十四史》中除上面列舉的天文、律歷、天象、五行諸志外，還有些篇章中也有關于天文學的內容。如《帝紀》中就有不少重要的天象記錄以及這些天象發生前后的一些情況，在禮、祭祀、職官、經籍、藝文等志中有天文機構、天象祭祀、天文書籍的資料。

此外，在列傳中的方技、儒林、藝術、文苑、文學等部分有許多天文學家的傳記，為研究天文學家和他們的著作、貢獻提供了依據。因此，《二十四史》確實是我國天文學史的資料寶庫。

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學術爭論自古有之。祖沖之是南北朝時期的科學家。他曾滿懷熱情地把自己精心編成的《大明歷》連同《上“大明歷”表》一起送給朝廷，請求宋孝武帝改用新歷，公布施行。

可是，有思想保守并頗受皇帝寵幸的大臣戴法興竭力加以反對，還指責祖沖沒有資格來改變古歷。

祖沖之面對威脅，義正詞嚴地批駁他的歪理邪說。宋孝武帝終于被祖沖之精辟透徹的說理，確鑿無誤的事實所感動和說服，決定改行新歷。祖沖之取得了最后的勝利。