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昔在庖犧，觀象察法，以通神明之德，以類天地之情，可以藏往知來，開物成務。故《易》曰：「天垂象，見吉凶，聖人象之。」此則觀乎天文以示變者也。《尚書》曰：「天聰明自我民聰明。」此則觀乎人文以成化者也。是故政教兆於人理，祥變應乎天文，得失雖微，罔不昭著。然則三皇邁德，七曜順軌，日月無薄蝕之變，星辰靡錯亂之妖。黃帝創受《河圖》，始明休咎，故其《星傳》尚有存焉。降在高陽，乃命南正重司天，北正黎司地。爰洎帝嚳，亦式序三辰。唐虞則羲和繼軌，有夏則昆吾紹德。年代綿邈，文籍靡傳。至于殷之巫咸，周之史佚，格言遺記，于今不朽。其諸侯之史，則魯有梓慎，晉有卜偃，鄭有裨灶，宋有子韋，齊有甘德，楚有唐昧，趙有尹皋，魏有石申夫，皆掌著天文，各論圖驗。其巫咸、甘、石之說，後代所宗。暴秦燔書，六經殘滅，天官星占，存而不毀。及漢景武之際，司馬談父子繼為史官，著《天官書》，以明天人之道。其後中壘校尉劉向，廣《洪範》災條，作《皇極論》，以參往之行事。及班固敘漢史，馬續述《天文》，而蔡邕、譙周各有撰錄，司馬彪采之，以繼前志。今詳眾說，以著于篇。
古言天者有三家，一曰蓋天，二曰宣夜，三曰渾天。漢靈帝時，蔡邕于朔方上書，言「宣夜之學，絶無師法。《周髀》術數具存，考驗天狀，多所違失。惟渾天近得其情，今史官候台所用銅儀則其法也。立八尺圓體而具天地之形，以正黃道，占察發斂，以行日月，以步五緯，精微深妙，百代不易之道也。官有其器而無本書，前志亦闕」。
蔡邕所謂《周髀》者，即蓋天之說也。其本庖犧氏立周天歷度，其所傳則周公受于殷商，周人志之，故曰《周髀》。髀，股也；股者，表也。其言天似蓋笠，地法覆槃，天地各中高外下。北極之下為天地之中，其地最高，而滂沲四隤，三光隱映，以為晝夜。天中高於外衡冬至日之所在六萬里，北極下地高於外衡下地亦六萬里，外衡高於北極下地二萬里。天地隆高相從，日去地恆八萬里。日麗天而平轉，分冬夏之間日所行道為七衡六間。每衡周徑裡數，各依算術，用句股重差推晷影極游，以為遠近之數，皆得于表股者也。故曰《周髀》。
又《周髀》家云：「天圓如張蓋，地方如棋局。天旁轉如推磨而左行，日月右行，隨天左轉，故日月實東行，而天牽之以西沒。譬之於蟻行磨石之上，磨左旋而蟻右去，磨疾而蟻遲，故不得不隨磨以左回焉。天形南高而北下，日出高，故見；日入下，故不見。天之居如倚蓋，故極在人北，是其證也。極在天之中，而今在人北，所以知天之形如倚蓋也。日朝出陽中，暮入陰中，陰氣闇冥，故沒不見也。夏時陽氣多，陰氣少，陽氣光明，與日同輝，故日出即見，無蔽之者，故夏日長也。冬天陰氣多，陽氣少，陰氣闇冥，掩日之光，雖出猶隱不見，故冬日短也。」
宣夜之書亡，惟漢秘書郎郗萌記先師相傳云：“天了無質，仰而瞻之，高遠無極，眼瞀精絶，故蒼蒼然也。譬之旁望遠道之黃山而皆青，俯察千仞之深谷而窈黑，夫青非真色，而黑非有體也。日月眾星，自然浮生虛空之中，其行其止皆須氣焉。是以七曜或逝或住，或順或逆，伏見無常，進退不同，由乎無所根系，故各異也。故辰極常居其所，而北斗不與眾星西沒也。攝提、填星皆東行，日行一度，月行十三度，遲疾任情，其無所繫著可知矣。若綴附天體，不得爾也。
成帝咸康中，會稽虞喜因宣夜之說作《安天論》，以為「天高窮於無窮，地深測于不測。天確乎在上，有常安之形；地塊焉在下，有居靜之體。當相覆冒，方則俱方，圓則俱圓，無方圓不同之義也。其光曜布列，各自運行，猶江海之有潮汐，萬品之有行藏也」。葛洪聞而譏之曰：「苟辰宿不麗于天，天為無用，便可言無，何必復雲有之而不動乎？」由此而談，稚川可謂知言之選也。
虞喜族祖河間相聳又立穹天論云：「天形穹隆如鷄子，幕其際，周接四海之表，浮于元氣之上。譬如覆奩以抑水，而不沒者，氣充其中故也。日繞辰極，沒西而還東，不出入地中。天之有極，猶蓋之有鬥也。天北下于地三十度，極之傾在地卯酉之北亦三十度，人在卯酉之南十餘萬里，故鬥極之下不為地中，當對天地卯酉之位耳。日行黃道繞極，極北去黃道百一十五度，南去黃道六十七度，二至之所舍以為長短也。」
吳太常姚信造昕天論云：「人為靈蟲，形最似天。今人頤前侈臨胸，而項不能覆背。近取諸身，故知天之體南低入地，北則偏高。又冬至極低，而天運近南，故日去人遠，而鬥去人近，北天氣至，故冰寒也。夏至極起，而天運近北，故鬥去人遠，日去人近，南天氣至，故蒸熱也。極之立時，日行地中淺，故夜短；天去地高，故晝長也。極之低時，日行地中深，故夜長；天去地下，故晝短也。」
