我国有着世界上最完整，持续时间最长的天文观测和记录。
"天文"一词在中国古籍中很早就出现了，《易·彖·贲》中说：观乎天文，以查时变；观乎人文，以化成天下。它的意思指的是天象，即日月星辰等天体运行于天空所呈现的景象。在《说文解字》中对"文"的解释是："文，错画也。"根据这种意思，将天体在天空交错运行所呈现的景象叫做"天文"显然是很贴切的。
从远古时代起，古代先民们便开始观测星空，在4000年前的陶寺遗址中，就发现了古观象台，天干和地支的出现也与天象观测有关。在《诗经》中，也可以找到很多与天文有关的章句，如"月离于毕，俾滂沱矣"（出自《小雅•渐渐之石》）；"维南有箕，不可以簸扬；维北有斗，不可以挹酒浆"（出自《小雅•大东》）。诗句中的"毕"，"箕"，"斗"，就都是古代星官的名称。
中国古代的星空区划历史悠久，在方法上也自成一体，早在殷周之际就有了将赤道附近的恒星划分为二十八宿的方法。春秋战国时期还有较为详细的对亮星的分群和命名,但当时列国割据,各成一体。到西汉时，才趋向统一，并形成较完整的系统。《史记·天官书》是我国最早系统记载星官系统的文字，基本反映了当时的区划情况，其中记载了92个星官，约500颗恒星，并模拟人类社会的组织，给星官取了名称。又将星空分为五宫，北极附近为中宫，28宿则分属东南西北四宫。到三国时期把石氏、甘氏、三家星官合并组成一个由283星官，共1465颗星组成的星官系统，为后代天文学家所沿用。
中国古代划分星空的基本单位"星官"，也就是把相邻的恒星组合在一起，构成各种图案，并分别取一个名字，称为星官。若干小星官又可合成大星官。最初的星官只是对一组恒星的称呼，并不是对一片天区的称呼，所以有别于西方的星座，但后来，星官不仅指星群，同时也可指天区。
主要的大星官就是三垣和二十八宿，在唐代《步天歌》中，三垣和二十八宿发展成为中国古代的星空区划体系。三垣指北天极附近的三个较大的天区：紫微垣、太微垣和天市垣。紫微垣包括天北极周围天区，大体相当于拱极星座；太微垣包括紫微垣与二十八宿之间的狮子座、后发座、室女座、猎犬座等天区；天市垣包括相应的蛇夫座、巨蛇座、天鹰座、武仙座、北冕座等天区；二十八宿主要位于黄道区域，之间跨度大小不均，且分为四大星区，称为四象。
我们首先从三垣开始介绍。
三垣
垣是形声字，土为形，亘（yuán）为声。垣本意为墙，引申为城（取保护之意）。因此，三垣实际上是天上的三座城池，而住在这个天上城池中的自然都不是普通的人物。
三垣包括上垣之、中垣之及下垣之天市垣。作为星官，紫微垣和天市垣的名称先在《开元占经》辑录的《石氏星经》中出现，太微垣的名称晚到唐初的《玄象诗》见到。每垣都是一个比较大的，内含若干（小）（或称为星座），据《清会典》所载，甘氏、石氏、巫氏(甘德、石申、)的划分互有不同。各垣都有东、西两藩的星，左右环列，其形如墙垣，故曰为"垣"。 在《史记·天官书》中也可见到和这三垣相当的星官，但其名称和则有所不同。可见三垣的形成曾有过一段演变和调整过程。在《步天歌》中，三垣成为三个的主体，这些天区也以三垣的名称为名称。包括北天极附近的天区，大体相当于拱极星区；包括室女、后发、狮子等星座的一部分；包括蛇夫、、巨蛇、天鹰等星座的一部分。
是三垣的中垣，居于北天中央，所以又称，或紫微宫。古人将天球划分为五部分，分别为中宫和东西南北四宫，中宫是指以天球北极为圆心，南北各36°为直径的圆周之内的区域，包括紫薇垣及其附近的星体，这些星体不会因天球转动而隐没。
紫微宫即皇宫的意思，以天帝、天帝内座、太子等居中，各星多数以帝族和朝官的名称命名。在北斗东北，有星15颗，东西列，以北极星为中心，成形状。东藩八星，由南起叫左枢、上宰、少宰、上弼、少弼、上卫、少卫、少丞（即天龙座ι、θ、η、ζ、ν、73，座π，仙后座23）；西藩7星，由南起叫右枢、少尉、上辅、少辅、上卫、少卫、上丞（即天龙座α、χ、λ，鹿豹座43、9、H1），左右枢之间叫"阊阖门"。
整个紫微垣据宋皇佑年间的观测记录，共合37个星座，附座 2个，正星163颗，增星181颗。它的大致相当于现今国际通用的小熊、大熊、、猎犬、、、仙王、、英仙、鹿豹等星座。
从图中我们可以看出，几乎把皇帝的整个家当都搬到了天上，各个星官对应地上的事物，当发现某颗星出现明暗变化，便是预示了将要出现某种问题。
下面我们详细介绍下各星的名称和含义
天极星：即北极星座，由五颗星组成，由于其第五颗星接近天极（天球不动处），古人曾错误认为这就是天极，所以称为天极星。
帝星：北极星座中的第二颗星，也是最亮的一个，是天神太一的座处，因此帝星又名帝座。按照《封禅书》的说法，太一神是天神中最尊贵的一个，五方天帝也只是他的辅佐，紫微垣是它的宫廷，太微垣则是它的离宫别馆。
北极五星除了帝星和天极星，另外三颗分别是，第一为太子，第三为庶子，第四为后星，这就是天帝的一家子了。
勾陈：位于北极的北侧，由6颗星构成，后增10星，又叫做"句陈，勾陈，钩陈"， 在《·天官书》和《·天文志》中，勾陈是4颗星，从《晋书·天文志》开始，称为6颗星，但在其他一些晋之前的古书中，也有勾陈六星的说法。勾陈被视为天帝的正妃，《星经》："钩陈六星在五帝下。"《步天歌》："勾陈六星前，天皇独在勾陈里。"
勾陈一：即我们熟悉的北极星，又叫做，小熊α，西名Polaris。
天皇大帝：位于勾陈之中，又称为勾陈大帝，《晋书·天文志》又称："勾陈六星皆在紫微宫中。……勾陈口中一星，曰天皇大帝，其神曰，主御群灵，执万神图。
四辅：共4星，后增1星，古代星占家认为主君臣，理万机，也称。《宋史·天文志二》："四辅四星，又名四弼，在极星侧，是曰帝之四邻，所以辅佐北极，而出度授政也。去极星各四度。" 道教天界尊神中辅佐"玉皇"的四位尊神，所以又称""。
六甲：共6星，后增1星，位于和内。《晋书·天文志上》："华盖杠旁六星曰六甲，可以分阴阳而配节候。" 指相配中的甲子、甲戌、甲申、甲午、甲辰、甲寅。这六甲也就是我们看西游记里面经常提到的六丁六甲神中的六甲了，不过星官里只有六甲星官，却没有六丁星官。
天柱：共5星，后增6星，分别属于和。原名通玄须变天柱禄存贞星，简称禄存星，与西方七宫兑卦相对应，阴星，五行属金。人们认为它正当金秋肃杀之时，喜杀好战，与惊恐怪异、破坏毁折有关，故名为凶星。
五帝内座：共5星，后增3星，位置在华盖与北极星（勾陈一）之间，五颗星排列呈十字状。此星官在西方则分别属于仙王座与仙后座。它实际并不是为五个古帝设立的神位，而是依据周人明堂所规定的法则，为天帝本人按四季中的不同季节在不同方位上设立的座位。春季位在东方，夏季位在南方，季夏位于中央，秋季位在西方，冬季位在北方。天无二日，地无二主。在紫宫中不可能有了天帝，又有其它五帝。紫宫中称"内座"，太微中称"座"。
杠：共9星，后增1星，象征的柄，分别属于鹿豹座和仙后座。
华盖：共7星，在与W形五星之间，西方天文学中则属仙后座。在中，代表孤傲、孤寂、超然的命象。
传舍：共9星，后增4星，是古代接待宾客住的处所，分别属于鹿豹座、仙王座和仙后座。
紫薇左垣：共8星，其含意为"紫微垣的左城墙"， 每颗星都由文官武将的官职命名，分别属于、和。紫微左垣一，又名，天龙座ι，紫微左垣二，又名，天龙座θ，紫微左垣三，又名，天龙座η，紫微左垣四，又名，天龙座ζ，紫微左垣五，又名少弼，天龙座υ，紫微左垣六，又名上卫，天龙座73，紫微左垣七，又名，仙王座π，紫微左垣八，又名少丞，仙后座23。
御女：共4星，位于天龙座，即天龙τ、50、29、χ。是妃嫔，或宫内侍女。
女史：共1星，属于天龙座ψ。传说为主铜壶漏刻的女官员，或指负责王后礼仪的女官。
柱史：共1星，后增2星，又叫做柱下史，在天龙座，即天龙φ。在星的下面为柱史，负责每天记载紫宫中发生的日常大事。柱史一名，系史官将每旬要办的国家大事挂在宫中柱上而得名。
尚书：共5星，后增2星，尚书是古代中国的官职名，意为皇家秘书。属于。《晋书·天文志》称："门内东南五星为尚书。"就是说在左垣墙之内，有尚书五颗星。五尚书，在东南维，主纳言夙夜咨谋事也。
天床：又叫作天牀，共6星，后增2星，在紫微宫闾阖门外。天床六星，在宫门外、听政之前，亦主寝宴会宴息床。星倾，天子不安，失位也。天床六星属于和。