中国天文学发展的历史是悠久的。到汉代已有盖天、宣夜和浑天等学派。盖天说认为，天如盖，盖心是北极，天盖左旋，日月星辰右转。宣夜说认为天无定形，日月星辰"自然浮生虚空之中"，并不附着于"天体"之上。浑天说认为天如蛋壳，地如蛋黄，天地乘气而立，载水而行。
宣夜说后来不幸失传了，盖天、浑天两说并行，竞相争鸣，比较科学的浑天说渐占上风。同时，观测天象的仪器也不断出现，如武帝时洛下闳制造了浑天仪，宣帝时耿寿昌又造了浑天仪，和帝时崔瑗的老师贾逵更制造了黄道铜仪。
浑仪是一观测仪器，内有窥管，亦称望管，用以测定昏、旦和夜半中星以及天体的赤道坐标，大型浑天仪铸造厂，也能测定天体的黄道经度和地平坐标。浑仪由早期四游仪和赤道环组成。从汉代到北宋浑仪增加了黄道环、地平环、子午环、六合仪、白道环、内赤道环、赤经环等。北宋的沈括取消白道环、改变一些环的位置。元代郭守敬取消了黄道环，并把原有的浑仪分为两个***的仪器:简仪和立运仪
后来不幸失传了，盖天、浑天两说并行，竞相争鸣，比较科学的浑天说渐占上风。同时，观测天象的仪器也不断出现，如武帝时洛下闳制造了浑天仪，宣帝时耿寿昌又造了浑天仪，和帝时崔瑗的老师贾逵更制造了黄道铜仪。
张衡继承和发展了前人的成果。任太史令后，他更加勤奋地"研核阴阳"，终于"妙尽璇玑之正"。元初四年(公元117年)，一件成就的铜铸浑天仪，被张衡造了出来。浑天仪主体是几层均可运转的圆圈，铸铜浑天仪铸造厂，外层周长一丈四尺六寸。各层分别刻着内、外规，南、北极、黄、赤道，二十四节气，二十八列宿，还有"中"、"外"星辰和日、月、五纬等等天象。仪上附着两个漏壶，壶底有孔，滴水推动圆圈，圆圈按着刻度慢慢转动。于是乎各种天文现象便赫然展现在人们眼前。这件仪器被安放在灵台大殿的密室之中。夜里，室内人员把某时某刻出现的天象及时报告给灵台上的观天人员，结果是仪器上、天上所现完全相符
公元前4世纪，周朝战国时的石申、甘德早制作浑象。与此同时，希腊人喜帕恰斯和埃拉托斯特尼也发明了浑仪。
西汉宣帝甘露二年（公元前52年），大司农耿寿昌“铸铜为象，以测天文”。
东汉贾逵、傅安等在圆仪上加上黄道环，称为“黄道铜仪”（公元103年诏书造“黄道铜仪”）。
117年东汉天文学家张衡创制浑象，用漏壶滴出的水发动齿轮，带动浑象绕轴旋转，并使浑象的转动与地球的周日运动相等，可以将天象准确的表示出来。
早期曾有木仪，《隋志》引吴太史令陈苗的话说：“先贤制木为仪，各曰浑天。”以后多为金属铸造。
十六国的前赵刘曜光初六年（323年），史官丞南阳孔挺曾铸造铜浑仪。北魏道武帝天兴初年（398年），太史令晁崇修浑仪，用以观测星象。1至明元帝永兴四年（412年），下诏造候部铁仪。
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