商朝后期，贵族之间离心，奴隶主贵族和奴隶、平民之间“相为敌仇”（《尚书·微子》），西北方一个新兴的强盛属国周以“戎车三百乘、虎贲三千人、甲士四万五千人”伐商。在牧野（河南商都朝歌附近）战役中，商军中一部分奴隶和南方战俘临时编成的军队倒戈，商王纣在绝望中自焚而死。西周王朝约在公元前1046年建立。
周原来是黄帝后裔中姓姬的一支人所建立的商朝属国。姬姓部落曾同炎帝后裔的姜姓世代通婚，真可谓属于炎黄子孙。周人的胜利使中国西北方的力量成为中原的主宰。
周人剪灭了商贵族的势力，也征服了那些原先臣服商的小国。从武王开始到周公和成王时代，周朝进行了一次巨大的政治经济改革：把征服的土地和奴隶连同征服地区的人民分封给了周的王公贵族、亲戚和亲臣，建立了以众多的王公亲臣为世袭首脑的诸侯国。从商贵族手中剥夺的土地被划为井田，由农奴耕种，由封地所在的诸侯代周王管理，周王在分封时谨慎地保留了收回诸侯权力和封地的大权。夏和商的属国是异姓的贵族建立的。周的封国则是王族、王族的亲戚和亲臣受封建立的，它们之间的政治关系要密切得多。众多的（共70多个）诸侯国起着藩屏周王朝的作用。在周的土地上，“天有十日，人有十等”（《左传·昭公七年》），存在着以亲疏贵贱关系为序的各类贵族、平民、为周王耕种的农奴以及完全没有社会地位的奴隶。
周人推翻了以“帝”为最高主宰的统治中原达600多年的商王朝，除了强大的武力之外还必须有伟大的思想力量，因为这是翻天覆“帝”的事业。商人崇拜的至高无上的神是帝，周人则提出了一个新的主宰——天。在统军伐商的周武王看来，“惟天惠民，惟辟奉天”，“商罪贯盈，天命诛之”，而且“天矜于民，民之所欲，天必从之”（《尚书·泰誓》），统治者明德慎罚，便能顺天意而治天下；统治者失道，天意则会另有所属。周王朝初期大刀阔斧的政治经济革命是以殷商灭亡为鉴而顺应天意的行为，其目的是为了大治天下。周王被称为天子，受天命而制天下。
这是一个了不起的思想革命。尽管抽象的天依然是人的主宰，但周人已有了“天命靡常”（《诗经·文王》）和“天不可信”的大胆想法，使人可以从天命可变的角度去理解社会的变革和自然界的变化。由于人的行为体现天意，便在天的名义下鼓励了人而冷落了神。武王革命中所包含的这种对天命的新理解，不但是当时政治经济改革的思想支柱，而且也导致了周代乃至整个春秋战国时代逐渐对人的重视，成为人们从商代时期盛行的迷信习俗中解放出来的思想酵母。周初留下的古老文献《周易》中的占卜文字和商代甲骨文上的卜辞相比，已有明显的人的因素渗透到神的旨意中，过去多用神的旨意解释的现象，在周代则开始用人的行为来解释了。
根据《周易》贲卦的彖辞，当时的圣贤“观乎天文，以察时变；观乎人文，以化成天下”。在这里，天文与人文、天命与人事的内容和它们之间的关系已成了华夏文化中的一个重要部分。在整个中国古代历史中，周代产生的这种天命思想的影响极为深远。例如，朝代的更替被视为天数的安排或天意的改变，改变历史面貌的壮举被称颂为扭转乾坤或转日回天。任何一个王朝建立时，都宣称是受天命而治天下；任何一个王朝衰落临亡时，天命的思想则成为下层人民揭竿而起和乱世英雄取天下而代天子的思想武器。在中国古代人民生活的其他方面，我们同样可以看到这种思想的影响。例如，父子兄弟关系被称为天伦，人的自然寿命是天年，招灾惹祸是触动天怒，人定胜天则是革命的口号。“苍天保佑”也是古人祈祷时的口头禅。
不过，周人为了不至于让这种革命性的思想反对政治上的贵族统治，又同时提出了德的概念，周初的大政治家和思想家周公还制定了一套等级名分制度——周礼。周人的敬德就是要人们遵循周礼。《礼记·王制》中有“作奇技奇器以疑众者杀”的说法，显然是担心不受社会规范限制的技术进步会引发奢侈，产生不平，助长争斗。周礼作为天命思想在政治上的反面补充而存在，它是春秋时代儒家思想的渊源。通过儒家思想，礼对中国的历史和文化的影响同样是深远的，甚至超过了革天之命的思想。革命和礼教，在很大程度上是中国古代政治生活的一个对立统一的矛盾核心。
天命的思想对中国科学的发展同样产生着极深刻的影响。一方面，它使人从商代那种对“帝”的被动的敬畏和服从状况中解放出来，积极地去观察和了解体现天意的自然现象，从而不自觉地推动自然知识的发展。另一方面，由于主宰万物的天被看成有意旨的神，天的意旨通过各种自然现象表现出来，特异的天象（天文、气象和地震、物候等现象均包括在内）被视为天对人间政治的警告。具有神性的天意只能用人的感觉来观察和体会，但要预测或用人的理智来揭示它的奥秘却是困难的，甚至是危险的，因为泄漏天机是不祥的。因而，中国的古代学者们对自然现象的观测和数据计算达到了极为细致精确的程度，但却没有产生像希腊人那样彻底追求自然法则的热忱。许多学科（尤其是天文学方面）中的观测事实和计算数据常常把人们引到了自然法则的面前，但至高无上、奥秘无穷的天数使不少科学家望而却步。
天命的思想对中国天文学的影响最为直接。为了体会天意，周公在周朝为稳定中原和控制东方而建立的新都——东京（洛）附近的嵩山之阳（大禹的故都，今河南登封告成镇）建立了观星台。一批天文学家集中在这里长期观测天象，并用土圭测日影，用漏水壶计时，武王时的史佚和后来的冯相氏、保章氏都是周的天文官（称太史）。周的天文学家们可能已发明了浑天仪的前身——璇玑玉衡。璇玑是观测仪器的转动部分，玉衡是其固定部分。在天文学家工作的基础上，西周人用十二地支把一日分为十二个时辰，与一年十二个月对应，这也成了中国古代通用的计时方法。在当时，人们对日月食现象已十分注意，并将其与人间政治联系起来。周公建立的第一座观星台所在的地方后来在典籍中被称为“地中”或“土中”，即标准的地点，嵩山则被视为五岳之中。
从周公以后，中国的历代王朝都设立专门的天文机构，在所有古代科学家中，天文学家同王朝的关系最为密切，甚至超过了宫廷御医。他们充当着上天旨意和王朝政治之间的信息传递者。他们平时的主要工作有三项：观测天象，研究和修订历法，测时报时。其中观测天象的目的和结果也都和占星活动联系在一起。在这里，天文学与占星术融于一炉，天数的观念和自然界秩序的观念合为一体。另外，中国古代大城市中作为中心建筑的钟楼和鼓楼也和天文学家的测时记时工作联系在一起。晨钟暮鼓的声音曾伴着中华民族的生活响彻了几千年的历史空间，天所代表的天数和人对自然时序的认识同时体现在报时的钟鼓声中。