天文学，在山西有着悠久的传统。陶寺观象台，高表仰千秋。之后，则有商朝皇室箕子于陵川棋子山夜观天象之说。西周以降，晋人对日月五星与二十八宿积累了领先于各诸侯国的认识。晋大夫伯瑕将“岁、时、日、月、星、辰”叫做六物。此中的“星”，按服虔、杜预之解，实指二十八宿而言。二十八宿，是太阳在天空周年所经的视轨道――黄道附近的二十八个恒星座，作为坐标以表示日月五星在天空运行的位置。伯瑕对二十八宿的认识，是中国历史上最早的。

　　晋国已懂得按节气来安排农事活动，晋人很早就运用分、至、启、闭8个节气，即春分、秋分、夏至、冬至、立春、立夏、立秋和立冬，这已是今天24节气的雏形了。节气，使“启以夏政”而有别于周正的晋国，能够制定符合黄河中下游气候实际的历法，从而更好地指导农事生产。

　　春秋战国是山西天文学家辈出的黄金时代。《晋书・天文志》所载春秋战国八大天文学家，山西竟领有三位，近乎一半！他们是晋国的卜偃、赵国的尹皋和魏国的石申夫。

　　石申夫，又称石申，战国时魏国人。石申夫在公元前4世纪就编制了世界上最古老的星表――石氏星表。石申夫编过一部《天文》，共8卷，由于其极高的科学价值，被后人誉为《石氏星经》。虽然该书到宋代已经失传，但今天还能从唐《开元占经》中得知《石氏星经》的片段，并整理出一份石氏星表。

　　星表，是将测得的恒星坐标加以汇编而成的。石氏星表记载了二十八宿距星（各宿的坐标星）和其他共百余颗恒星的赤道坐标位置。石氏星表对恒星方位的记述采用了赤道坐标系统。这一坐标系统发展到现代，就是对任一天体的视位置都用赤经和赤纬这两个值来表述，正如地球上的任意位置都可用经度和纬度这两个值来加以定义与刻画一样。

　　通过岁差反推计算，石氏星表至少有一部分是公元前4世纪测定的，这比古希腊喜帕恰斯等人都要早，是世界上最古老的星表之一。此外，石氏星表依回归年的长度365.25日将周天分为365.25度――太阳平均每天在天穹背景上东移一度，开中国独特的周天度制之先河。

　　此外，战国时赵国人慎到还提出了一种全新的宇宙模式，即“天体如弹丸，其势斜倚”，一反传统而古老的天是半球形的说法，提出了浑圆的天的概念。