《汉书·艺文志》记载的古代天文著作凡二十一家,多达四百五十卷,但是到了著录《隋书·经籍志》的唐代,大约全都失传了,今知年代较古远的天文著作如甘氏、石氏、巫咸三家《星经》、《黄帝天文占》等最早见于《隋书·经籍志》中,《汉书·艺文志》不载其名,显然属于后人整理、辑佚一类著作。其他如《淮南子·天文训》等失之芜杂,近年来考古发现的如马王堆出土《天文气象杂占》等又不能作为综合性的天文著作。所以,今知的系统、全面的天文学专著,以《史记·天官书》为最古。

  《史记·天官书》与《历书》一样,也不在《史记》十篇亡书之数,必为太史公原著(也有人以为是“妄人录《汉书·天文志》而成”,可不论),当然不排斥其中有错简以及后人窜入的成份,这是古书难以避免的,也不影响它的真价值。

  天官书的内容大体可分作七章,一为经星,分作五宫记述三垣二十八宿等恒星;二为五纬,记木、火、土、金、水五行星;三为二曜,记日与月;四为异星;五为云气;六为候岁;七是总论。前二章是记述的重点。第三章对日、月的记述最为简略,日只讲了晕、虹与食,而且偏重于占卜。日的其他天文知识,如运行失常、黑子(《晋书·天文志》黑子之外,还记有日乌、黑气、黑云等名)、日珥(《周礼·视》称为监,郑玄等称为冠珥)、光斑(《宋史·天文志》记为“日生牙”等)、色变、“乍三乍五”等,都没有记载,对月的记述同样有许多当有而无的地方。清·王元启解释说:“《天官书》前无所承,史公首创为之,不能如后代测验之详,故约举大纲以存占候之旧”。第长章章首冠以“太史公曰”字样,随后从“自初生民以来”,历述各个历史时期的天官、天文现象与占验等事,按《史记》“书”体的贯例,这些内容是放在篇首的,所以有人认为是由于错简被移到了书末。