自司马迁述《天官》，而历代作史者皆志天文。惟《辽史》独否，谓天象昭垂，千古如一，日食、天变既著本纪，则天文志近于衍。其说颇当。夫《周髀》、《宣夜》之书，安天、穷天、昕天之论，以及星官占验之说，晋史已详，又见《隋志》，谓非衍可乎。论者谓天文志首推晋、隋，尚有此病，其他可知矣。然因此遂废天文不志，亦非也。天象虽无古今之异，而谈天之家，测天之器，往往后胜于前。无以志之，使一代制作之义泯焉无传，是亦史法之缺漏也。至于彗孛飞流，晕适背抱，天之所以示儆戒者，本纪中不可尽载，安得不别志之。明神宗时，西洋人利玛窦等入中国，精于天文、历算之学，发微阐奥，运算制器，前此未尝有也。兹掇其要，论著于篇。而《实录》所载天象星变殆不胜书，择其尤异者存之。日食备载本纪，故不复书。
两仪
《楚词》言“圜则九重，孰营度之”，浑天家言“天包地如卵里黄”，则天有九重，地为浑圆，古人已言之矣。西洋之说，既不背于古，而有验于天，故表出之。
其言九重天也，曰最上为宗动天，无星辰，每日带各重天，自东而西左旋一周，次曰列宿天，次曰填星天，次曰岁星天，次曰荧惑天，次曰太阳天，次曰金星天，次曰水星天，最下曰太阴天。自恒星天以下八重天，皆随宗动天左旋。然各天皆有右旋之度，自西而东，与蚁行磨上之喻相符。其右旋之度，虽与古有增减，然无大异。惟恒星之行，即古岁差之度。古谓恒星千古不移，而黄道之节气每岁西退。彼则谓黄道终古不动，而恒星每岁东行。由今考之，恒星实有动移，其说不谬。至于分周天为三百六十度，命日为九十六刻，使每时得八刻无奇零，以之布算制器，甚便也。
其言地圆也，曰地居天中，其体浑圆，与天度相应。中国当赤道之北，故北极常现，南极常隐。南行二百五十里则北极低一度，北行二百五十里则北极高一度。东西亦然。（亦二百五十里差一度也。）以周天度计之，知地之全周为九万里也。以周径密率求之，得地之全径为二万八千六百四十七里又九分里之八也。
又以南北纬度定天下之纵。凡北极出地之度同，则四时寒暑靡不同。若南极出地之度与北极出地之度同，则其昼夜永短靡不同。惟时令相反，此之春，彼为秋，此之夏，彼为冬耳。以东西经度定天下之衡，两地经度相去三十度，则时刻差一辰。若相距一百八十度，则昼夜相反焉。其说与《元史》札马鲁丁地圆之旨略同。
七政
日月五星各有一重天，其天皆不与地同心，故其距地有高卑之不同。其最高最卑之数，皆以地半径准之。太阳最高距地为地半径者一千一百八十二，最卑一千一百零二。太阴最高五十八，最卑五十二。填星最高一万二千九百三十二，最卑九千一百七十五。岁星最高六千一百九十，最卑五千九百一十九。荧惑最高二千九百九十八，最卑二百二十二。太白最高一千九百八十五，最卑三百。辰星最高一千六百五十九，最卑六百二十五。若欲得七政去地之里数，则以地半径一万二千三百二十四里通之。
又谓填星形如瓜，两侧有两小星如耳。岁星四周有四小星，绕行甚疾。太白光有盈缺，如月之弦望。用窥远镜视之，皆可悉睹也。余详《历志》。
恒星
崇祯初，礼部尚书徐光启督修历法，上《见界总星图》。以为回回《立成》所载，有黄道经纬度者止二百七十八星，其绘图者止十七座九十四星，并无赤道经纬。今皆崇祯元年所测，黄赤二道经纬度毕具。后又上《赤道两总星图》。其说谓常现常隐之界，随北极高下而殊，图不能限。且天度近极则渐狭，而《见界图》从赤道以南，其度反宽，所绘星座不合仰观。因从赤道中剖浑天为二，一以北极为心，一以南极为心。从心至周，皆九十度，合之得一百八十度者，赤道纬度也。周分三百六十度者，赤道经度也。乃依各星之经纬点之，远近位置形势皆合天象。
至于恒星循黄道右旋，惟黄道纬度无古今之异，而赤道经纬则岁岁不同。然亦有黄赤俱差，甚至前后易次者。如觜宿距星，唐测在参前三度，元测在参前五分，今测已侵入参宿。故旧法先觜后参，今不得不先参后觜，不可强也。
又有古多今少，古有今无者。如紫微垣中六甲六星今止有一，华盖十六星今止有四，传舍九星今五，天厨六星今五，天牢六星今二。又如天理、四势、五帝内座、天柱、天床、大赞府、大理、女御、内厨，皆全无也。天市垣之市楼六星今二。太微垣之常陈七星今三，郎位十五星今十。长垣四星今二。五诸侯五星全无也。角宿中之库楼十星今八。亢宿中之折威七星今无。氐宿中之亢池六星今四，帝席三星今无。尾宿中天龟五星今四。斗宿中之鳖十四星今十三，天籥、农丈人俱无。牛宿中之罗堰三星今二，天田九星俱无。女宿中之赵、周、秦、代各二星今各一，扶匡七星今四，离珠五星今无。虚宿中之司危、司禄各二星今各一，败臼四星今二，离瑜三星今二，天垒城十三星今五。危宿中之人五星今三，杵三星今一，臼四星今三，车府七星今五，天钩九星今六，天钞十星今四，盖屋二星今一。室宿中之羽林军四十五星今二十六，螣蛇二十二星今十五，八魁九星今无。
壁宿中之天厩十星今三。奎宿中之天溷七星今四。毕宿中之天节八星今七，咸池三星今无。觜宿中之座旗九星今五。井宿中之军井十三星今五。鬼宿中之外厨六星今五。张宿中之天庙十四星今无。翼宿中之东瓯五星今无。轸宿中之青丘七星今三，其军门、土司空、器府俱无也。
又有古无今有者。策星旁有客星，万历元年新出，先大今小。南极诸星，古所未有，近年浮海之人至赤道以南，往往见之，因测其经纬度。其余增入之星甚多，并详《恒星表》。
其论云汉，起尾宿，分两派。一经天江、南海、市楼，过宗人、宗星，涉天津至螣蛇。一由箕、斗、天弁、河鼓、左右旗，涉天津至车府而会于螣蛇，过造父，直趋附路、阁道、大陵、天船，渐下而南行，历五车、天关、司怪、水府，傍东井，入四渎，过阙丘、弧矢、天狗之墟，抵天社、海石之南，逾南船，带海山，置十字架、蜜蜂，傍马腹，经南门，络三角、龟、杵，而属于尾宿，是为带天一周。以理推之，隐界自应有云汉，其所见当不诬。又谓云汉为无数小星，大陵鬼宿中积尸亦然。考《天官书》言星汉皆金之散气，则星汉本同类，得此可以相证。又言昴宿有三十六星，皆得之于窥远镜者。
凡测而入表之星共一千三百四十七，微细无名者不与。其大小分为六等：内一等十六星，二等六十七星，三等二百零七星，四等五百零三星，五等三百三十八星，六等二百一十六星。悉具黄赤二道经纬度。列表二卷，入光启所修《崇祯历书》中。
兹取二十八宿距星及一二等大星存之，其小而有名者，间取一二，备列左方。
（表格略）
黄赤宿度
崇祯元年所测二十八宿黄赤度分，皆不合于古。夫星既依黄道行，而赤道与黄道斜交，其度不能无增减者，势也。而黄道度亦有增减者，或推测有得失，抑恒星之行亦或各有迟速欤。谨列其数，以备参考。
赤道宿度（周天三百六十度，每度六十分。黄道同）黄道宿度角，一十一度四十四分。一十度三十五分。
亢，九度一十九分。一十度四十分。
氐，一十六度四十一分。一十七度五十四分。
房，五度二十八分。四度四十六分。
心，六度零九分。七度三十三分。
尾，二十一度零六分。一十五度三十六分。
箕，八度四十六分。九度二十分。
斗，二十四度二十四分。二十三度五十一分。
牛，六度五十分。七度四十一分。
女，一十一度零七分。一十一度三十九分。
虚，八度四十一分。九度五十九分。
危，一十四度五十三分。二十度零七分。
室，一十七度。一十五度四十一分。
壁，一十度二十八分。一十三度一十六分。
奎，一十四度三十分。一十一度二十九分。
娄，一十二度零四分。一十三度。
胃，一十五度四十五分。一十三度零一分。
昴，一十度二十四分。八度二十九分。
毕，一十六度三十四分。一十三度五十八分。
参，二十四分。一度二十一分。
觜，一十一度二十四分。一十一度三十三分。
井，三十二度四十九分。三十度二十五分。
鬼，二度二十一分。五度三十分。
柳，一十二度零四分。一十六度零六分。
星，五度四十八分。八度二十三分。
张，一十七度一十九分。一十八度零四分。
翼，二十度二十八分。一十七度。
轸，一十五度三十分。一十三度零三分。
黄赤宫界
十二宫之名见于《尔雅》，大抵皆依星宿而定。（如娄、奎为降娄，心为大火，朱鸟七宿为鹑首、鹑尾之类。）故宫有一定之宿，宿有常居之宫，由来尚矣。
唐以后始用岁差，然亦天自为天，岁自为岁，宫与星仍旧不易。西洋之法，以中气过宫，（如日躔冬至，即为星纪宫之类。）而恒星既有岁进之差，于是宫无定宿，而宿可以递居各宫，此变古法之大端也。兹以崇祯元年各宿交宫之黄赤度，分列于左方，以志权舆云。
赤道交宫宿度黄道交宫宿度箕，三度零七分，入星纪。箕，四度一十七分，入星纪。
斗，二十四度二十一分，入玄枵。牛，一度零六分，入玄枵。
危，三度一十九分，入娵訾。危，一度四十七分，入娵訾。
壁，一度二十六分，入降娄。室，一十一度四十分，入降娄。
娄，六度二十八分，入大梁。娄，一度一十四分，入大梁。
昴，八度三十九分，入实沈。昴，五度一十三分，入实沈。
觜，一十一度一十七分，入鹑首。觜，一十一度二十五分，入鹑首。
井，二十九度五十三分，入鹑火。井，二十九度五十二分，入鹑火。
张，六度五十一分，入鹑尾。星，七度五十一分，入鹑尾。
翼，一十九度三十二分，入寿星。翼，一十一度二十四分，入寿星。
亢，一度五十分，入大火。亢，初度四十六分，入大火。
心，初度二十二分，入析木。房，二度一十二分，入析木。
仪象
璇玑玉衡为仪象之权舆，然不见用于三代。《周礼》有圭表、壶漏，而无玑衡，其制遂不可考。汉人创造浑天仪，谓即玑衡遗制，其或然欤。厥后代有制作。
大抵以六合、三辰、四游、重环凑合者，谓之浑天仪；以实体圆球，绘黄赤经纬度，或缀以星宿者，谓之浑天象。其制虽有详略，要亦青蓝之别也。外此则圭表、壶漏而已。迨元作简仪、仰仪、窥几、景符之属，制器始精详矣。
明太祖平元，司天监进水晶刻漏，中设二木偶人，能按时自击钲鼓。太祖以其无益而碎之。洪武十七年，造观星盘。十八年，设观象台于鸡鸣山。二十四年，铸浑天仪。正统二年，行在钦天监正皇甫仲和奏言：“南京观象台设浑天仪、简仪、圭表以窥测七政行度，而北京乃止于齐化门城上观测，未有仪象。乞令本监官往南京，用木做造，挈赴北京，以较验北极出地高下，然后用铜别铸，庶几占测有凭。”从之。明年冬，乃铸铜浑天仪、简仪于北京。御制《观天器铭》。其词曰：“粤古大圣，体天施治，敬天以心，观天以器。厥器伊何？璇玑玉衡。玑象天体，衡审天行。历世代更，垂四千祀，沿制有作，其制寝备。即器而观，六合外仪，阳经阴纬，方位可稽。中仪三辰，黄赤二道，日月暨星，运行可考。内仪四游，横箫中贯，南北东西，低昂旋转。简仪之作，爰代玑衡，制约用密，疏朗而精。外有浑象，反而观诸，上规下矩，度数方隅。别有直表，其崇八尺，分至气序，考景咸得。县象在天，制器在人，测验推步，靡忒毫分。昔作今述，为制弥工，既明且悉，用将无穷。惟天勤民，事天首务，民不失宁，天其予顾。政纯于仁，天道以正，勒铭斯器，以励予敬。”十一年，监臣言：“简仪未刻度数，且地基卑下，窥测日星，为四面台宇所蔽。圭表置露台，光皆四散，影无定则。
壶漏屋低，夜天池促，难以注水调品时刻。请更如法修造。”报可。明年冬，监正彭德清又言：“北京北极出地度、太阳出入时刻与南京不同，冬夏昼长夜短亦异。今宫禁及官府漏箭皆南京旧式，不可用。”有旨，令内官监改造。景泰六年又造内观象台简仪及铜壶。成化中，尚书周洪谟复请造璇玑玉衡，宪宗令自制以进。十四年，监臣请修晷影堂，从之。
弘治二年，监正吴昊言：“考验四正日度，黄赤二道应交于壁轸。观象台旧制浑仪，黄赤二道交于奎轸，不合天象，其南北两轴不合两极出入之度，窥管又不与太阳出没相当，故虽设而不用。所用简仪则郭守敬遗制，而北极云柱差短，以测经星去极，亦不能无爽。请修改或别造，以成一代之制。”事下礼部，覆议令监副张绅造木样，以待试验，黄道度许修改焉。正德十六年，漏刻博士朱裕复言：“晷表尺寸不一，难以准测，而推算历数用南京日出分秒，似相矛盾。请敕大臣一员总理其事，铸立铜表，考四时日中之影。仍于河南阳城察旧立土圭，以合今日之晷，及分立圭表于山东、湖广、陕西、大名等处，以测四方之影。然后将内外晷影新旧历书错综参验，撰成定法，庶几天行合而交食不谬。”疏入不报。
嘉靖二年修相风杆及简、浑二仪。七年始立四丈木表以测晷影，定气朔。由是钦天监之立运仪、正方案、悬晷、偏晷、盘晷诸式具备于观象台，一以元法为断。