原始社会的人们在生产实践中逐渐积累了一些天文知识。早期的人们在采集、狩猎活动中，日出而作，日入而息。经过对太阳的长期观察，认识了昼夜更替的规律，从而形成了“日”的概念。农耕、畜牧产生后，人们掌握了月亮圆缺的规律，有了“月”的概念。农业的播种、耕耘、收割，牲畜的饲养、配种、繁殖需掌握气象变化，因而产生了“季”和“年”的概念。古代宕昌羌人“候草木荣落，纪其岁时”（《魏书》卷101《宕昌传》）。从事狩猎的火地人把一年分为“鸟产卵”、“孵出雏”、“骆马交尾”等若干季节。由于天文知识的积累，产生了原始的历法——以物候定农时的自然历。我国云南的傈傈族把一年分为10个季节月，即花开月（3月）、鸟叫月（4月）、烧火山月（5月）、饥饿月（6月）、采集月（7、8月）、收获月（9、10月）、过年月（1月）、盖房月（2月）。从观察物侯后来发展为观测天象，约在原始社会末期便产生了最简单的天文观测。
古代墨西哥的玛雅人已经会用两条交叉的棍子观察规定的点，他们能准确地计算出太阳年，知道月球和行星的运转周期，并创制出日历，以365天为一年，20天为一个月，13天为一周。相传我国古代的尧帝“乃命羲和，钦若昊天，历象日月星辰，敬授人时”，于是将一年分为366日，以闰月定四时。又命令农、牧、手工业生产方面的百工，按季节变化从事生产（《尚书·尧典》）。
显然已有人专门从事天象观测，从而制定了古代历法。