《山經》由《南山經》《西山經》《北山經》《東山經》《中山經》5篇組成，按方位分別敘述南、西、北、東、中五方的山川地理及其動物、植物和礦物資源，5篇的體例大同小異，皆按照山脈川流的走向，依次載列山峰。每描述一座山，都是首先記載這座山相對于上一座山的距離和方位以及此山的名稱，然后概述此山植被和礦藏的基本情況，接著具體描述此山特有的某種鳥、獸、草、木，并對這種動物或植物的名稱、形態、習性、功用尤其是藥用等都詳加記載，最后還要記述發源此山的河流以及河流的流向、河流中魚鱉之類的水族動物、河床中的礦物資源等等。雖然具體到每一座山，記述情況有所不同，但縱觀《山經》數百座山的記載，其體例確實大同小異，如出一轍。
比如說，《南山經》中的第四座山是這樣記述的：“又東三百七十里，曰杻陽之山，其陽多赤金，其陰多白金。有獸焉，其狀如馬而白首，其文如虎而赤尾，其音如謠，其名曰鹿蜀，佩之宜子孫。怪水出焉，而東流注于憲翼之水，其中多玄龜，其狀如龜而鳥首虺尾，其名曰旋龜，其音如判木，佩之不聾，可以為底。”對杻陽之山的描述就極具條理頗為全面。“又東三百七十里，曰杻陽之山”，標明這座山的方位，在上一座山猨翼之山東面370里；接著說“其陽多赤金，其陰多白金”，概述了此山的礦藏情況；然后詳細描述了這座山上的一種動物鹿蜀，“有獸焉，其狀如馬而白首，其文如虎而赤尾，其音如謠，其名曰鹿蜀，佩之宜子孫”，依次描述了這種動物的長相、叫聲、名稱，并說明這種動物的藥用價值，“佩之宜子孫”的意思大概是說，把這種動物身體上的某一部分（可能是骨頭或者皮）佩戴在身上，可以增進人的生育能力，此說頗有巫術的意味；記述了山，接著寫水，“怪水出焉，而東流注于憲翼之水”，說明怪水發源于杻陽之山，東流匯于憲翼之水，“怪水”和“憲翼之水”一樣，都是河流的名稱，并非意味著這條河流有什么神通或怪異；接著提到生活在這條河里的一種龜，先寫龜的長相，“其中多玄龜，其狀如龜而鳥首虺尾”，這種龜的名字叫“旋龜”，再寫龜的叫聲，“其音如判木”，是說旋龜的叫聲像劈木頭的聲音，最后落筆于龜的功用，即其藥用價值，“佩之不聾，可以為底”，大概是說把旋龜的骨頭佩戴在身上可以治療耳聾，還可以去除腳底的胼胝。窺一斑可以見全豹，《山經》記事極具條理性和系統性。
《山經》的記事如此講究章法和體例，足以表明作者的態度是嚴肅認真的，此書的內容也必定是實事求是的，而不是胡編亂造。那么，書中那些匪夷所思的怪物又是從何而來的呢？其實，這一點正可以由《山經》記事的方法得到解釋，看上文中關于鹿蜀的描述就可以明白《山經》怪物的來歷了。“其狀如馬而白首，其文如虎而赤尾，其音如謠”，這一番寫照，乍一看十分怪異，儼然是一個長相幾分像馬、幾分像老虎、生著白腦袋紅尾巴、叫起來好像人唱歌的異形怪獸。在《山經》的崇山峻嶺中，此類怪異鳥獸隨處可見，由于誰也沒有真正見識過這類怪物，所以會覺得《山海經》是一部徹頭徹尾瞎編亂造的怪書。但是，一般來說人們會如何向別人描述一種他從來未曾見過的陌生動物呢？唯一的辦法就是與大家熟悉的動物相比較，告訴他說，這種沒見過的野獸腦袋長得像什么、身子像什么、皮毛的花紋像什么、叫起來的聲音像什么等等。比如說，一個人該如何向一個從來沒見過貓的人描述貓的長相呢？他大概會說，貓的身體大小如兔子，皮毛長得像老虎，面孔有幾分像人，叫起來像嬰兒啼哭，再假設他見到的這只貓的尾巴是黑色的，用《山海經》的口氣說，就成了“有獸焉，其狀如兔而人面，其皮如虎而黑尾，其音如嬰兒”，這一番形容，沒見過貓的，還以為這世界上真有這樣一種怪物呢！《山經》中的那些橫行飛潛的怪獸、怪鳥、怪魚、怪蛇，大部分都是這樣造就的。世上本無怪，只是由于我們不了解古人用以描述動物的話語系統，用一種好奇的目光看待這些記載，少見多怪了。因此，在我們眼里，《山海經》中那些原本老老實實的記述，就成了怪物，而《山海經》也就成了一個妖怪出沒的世界。
2.《海經》：一幅天文圖畫
《海經》與《山經》相比，更顯荒唐怪誕。但是，《海經》的結構和《山經》一樣，也極具條理。今本《山海經》中，《海經》包括3個部分，即《海外經》4篇，《海內經》5篇，《大荒經》4篇。其中，除了《海內經》4篇的記事比較凌亂、缺乏條理之外，書末《海內經》1篇、《海外經》4篇和《大荒經》4篇盡管內容怪誕，但記述的形式卻有條不紊、頭緒井然。《海外經》分為東、南、西、北4篇，分別按照特定的走向，頭頭是道、按部就班地記述了四方海外各國的奇人異類、怪鳥異獸，每一國一個條目，每個條目都記載了該國相對于相鄰之國的方位、該人的形貌和行事，有時候還記載該國特有的風物等等。《大荒經》記事稍微復雜一些，而且在書本的流傳過程中因為輾轉抄寫導致不少文字訛誤和錯誤，但其記事還是有潛在體例的。《大荒經》也是分東、南、西、北4個方位，按照既定的方向依次記載四方大荒的山峰，以及散居于遠荒群山中的蠻荒諸國，他們的姓氏、祖先、世系、形貌等等，每一山、每一國一個條目，每一條目下又按照特定的順序敘述相關的內容，盡管內容怪異，記事卻自有章法。《海經》源于對圖畫的敘述，但在今天的版本中看到的插圖是后人根據《海經》的內容重新繪制的，與古圖毫不相干，《海經》的古圖早已散逸了。那么這幅失落的圖畫，究竟是一幅什么樣的圖畫呢？雖然看不到這個圖了，但可以通過對文字的分析來重新揭示這幅圖的真相。打開《海經》，看到的都是一些關于山川、外國、鳥獸等地理景觀的記載，而且有方位、有里程，諸如此類的內容當然只能是來自地圖，實際上，前人都認為《海經》所依據的那幅古圖是地圖，這一點幾乎是毋庸置疑的。其實，這一看法，完全是想當然。仔細閱讀后會發現，它講的根本不是地理，而是天文，構成其整體敘述框架的不是空間，而是時間。《海經》背后的那幅失落的古圖，不是地圖，而是記載上古先民天文歷法知識的歲序之圖、時間之書，可以恰如其分地稱之為“失落的天書”。說《海經》是天文，而不是地理，確實有些聳人聽聞。但是證據不需遠求，就在《海經》這本書中。
《海外經》中每一篇的末尾，都提到一方之神，“東方句芒，鳥身人面，乘兩龍”“南方祝融，獸身人面，乘兩龍”“西方蓐收，左耳有蛇，乘兩龍”“北方禺強，人面鳥身，珥兩青蛇，踐兩青蛇”。在《海外經》中，這被稱為四方之神，但在其他古書中，它們原本是四時之神：句芒是春天之神、祝融是夏天之神、蓐收是秋天之神、玄冥（即禺強）是冬天之神，古代時令之書《月令》中就記載了這四時之神，四神的名號本來就是得義于四時的物候時令特征。“句芒”表示春天萬物萌芽，“祝融”又作“朱明”，表示夏天陽光明亮，“蓐收”表示秋天萬物成熟可以收獲，“玄冥”表示冬天因光照不足而幽暗。《海外經》古圖的四方分別描繪這四時之神，就足以表明，這幅圖畫的四方表示四時，東為春，南為夏，西為秋，北為冬，《海外經》古圖的四方所呈現的不是空間結構，而是時間結構。
3.《大荒經》記錄天文歷法
《海經》中的《大荒經》也介紹了幾十座山，乍一看更像是地理書，但它是一本關于天文歷法的書。《大荒經》記載東方有七座日月所出之山，分別叫大言、合虛、明星、鞠陵于天、孽搖頵羝、猗天蘇門、壑明俊疾；西方有七座日月所入之山，分別叫方山、豐沮玉門、龍山、日月山、鏊鏖鉅、常陽之山、大荒之山。為什么偏偏是七座呢？季節的變化、時序的推移是地球圍繞太陽公轉所致，而這種運動在地球上的人看來，就好像太陽在南北回歸線之間來回運動，寒來暑往。在北半球的人看來，太陽夏天最靠北，因此夏天熱；太陽冬天最靠南，因此冬天冷。根據太陽每天早晨在東方升起時的方位，或者每天黃昏在西方降落時的方位，就可以判斷當時的季節和月份，就可以了解時令和農時，這一點，對很多人來說都是常識。《大荒經》中東西方的這七對日月出入之山，就是古人用來判斷季節和月份的，七對山形成了六段間隔，對應六個時段，也就是半年的六個月，每年的上半年，即從冬至到夏至，太陽從最南面的一座山向最北面的一座山移動，到了下半年，即從夏至到冬至，太陽又掉頭從最北面的一座山向最南面的一座山移動，古人站在這東西兩排連綿起伏的山峰之間，看到太陽在哪一座山附近升起或者降落，就大致知道是什么季節和月份了。
對于天文觀察來說，最重要的前提是要端正四方的方位基準，建立準確的方位坐標，《大荒經》古圖中明確地標明了作為這樣一個四方基準的四極之山，東極之山為鞠陵于天，西極之山為日月山，南極之山為去痓山，北極之山為天柜山，四極之山和七對日月出入之山共同構成一個完整的觀象授時體系，可以說，《大荒經》古圖就是一個坐落于群山之間的原始的天文坐標系。
除了上述的基本結構和基本框架外，《海外經》和《大荒經》中很多被視為神話的內容其實都是上古天文歷法知識的反映。比如說，羲和是中國神話中的太陽神，《楚辭》中說他每天早上駕著馬車拉著太陽從東往西去，晚上又從西方回到東方。《山海經》中也提到羲和，說羲和“生十日”。除了太陽神羲和，《山海經》中還有月亮神常儀，常儀“生十二月”，這自然不是說羲和生育了十個太陽，常儀生育了十二個月亮，這里的“生”字只是創造、發明的意思，即羲和創立了根據太陽在一天中處于天空的方位劃分一晝夜為十個時段的計時制度，常儀創立了根據月相的圓缺劃分一年為十二個月的陰歷記月制度。后來，前者就變成了羲和每天駕著太陽車從東方到西方的神話，而后者則變成了嫦娥奔月的神話，并因此衍生出了天有十日、后羿射日之類的“奇談怪論”。