天文
商人对气象和自然界的各种现象都十分关心，因为它与农业生产及人民生活关系密切，当时有专人观察，记录相当仔细，甚至有连续 10 天的气象记录，可视为世上最早的气象记录之一。如卜辞中对风、雨、阴、晴、霾、雪、虹、霞等天气变化都有记载，其中风有大风、小风、大骤风、大狂风等，这可以说是对风力分级的开始。对东、南、西、北四方的风还有不同的名称。雨也有大雨、小雨、多雨等等名称。此外，还记有霾(《尔雅?释天》曰“风而雨土为霾”)、云、霁(雨止)等。商人十分迷信，遇事必卜。所以，今天看到的卜辞中有不少卜问天气阴不阴(“易日”?“不易日”?);是大晴天还是稍晴(“大啟”?“啟少”?);是否雨停止了(“雨其隹霁”?)等等。这些都反映了当时人们对天象与气象的认识，说明他们对大自然的认识已比较深刻了。
商代卜辞中还有不少日食、月食的记载。如商王武丁时期卜辞中记有“日有食”(林 1、10、5)，至于月食，仅武丁时期就记有好几次：
六日[甲]午夕，月有食。(乙 3317，卜人宾)。
七日己未，庚申月有食。(库 1595，全 594，卜人争)。
月有食，闻(即昏)，八月。(甲 1289)。
旬壬申夕，月有食。(簠天 2)。
三日囗酉夕，[月有]食，闻(昏)。(燕 632，卜人古)。
上述五次月食中有两次说“月有食，闻”，古文“闻”、“昏”一字，指月全食而天昏地黑。天体中有些星的亮度原来很弱，很暗。但在某个时候它的亮度突然会增强几千倍甚至几百万倍。这种星叫新星。亮度增强到一亿倍至几亿倍的叫超新星。这种新星或超新星的亮度，以后又会慢慢减弱。卜辞中有一条天象内容说“七日己巳夕，有新大星并火”(《殷墟书契后编》下 9?1)。这也是商王武丁时期的卜辞，说的是七日这一天晚上，天空中有一颗新星接近大火(心宿二)。这是迄今所知世界上最早的新星记录。(史仲文胡晓琳《中国全史百卷本》人民出版社1994年版)
历法
历法是根据天象以一定的单位对年、月、日的计量方法。商王朝时期，商王任命了专司天文的官员。他们把过去掌握的分散零星的天文、历法知识进行整理，从事比较系统的天气观测和计算，使早期天文学及其历法得到较大的发展。世界的历法，大致有 3 种基本形式：一为太阴历，如回历，1 年为 12 个太阴月，每月 29 日或 30 日，故 1 年之长为 354—355 日;二为太阳历，如埃及历，1 年之长为 365—366 日;三为阴阳历，如犹太历，1 年为 12 个月或13 个月，1 年之长，平年为 353—355 日，闰年为 383—385 日。商代的历法也是阴阳历。
夏代先民使用的干支记日法被商人所继承。安阳殷墟出土的一块牛肩胛骨上就完整地刻有 60 个干支：甲子、乙丑、丙寅、丁卯、戊辰、己巳、庚午、辛未、壬申、癸酉、甲戌、乙亥、丙子、丁丑……直至癸亥。用它来记日，60 天为一个循环。商代铜器铭文和卜辞中普遍用这种方法记录日期。60 天计为两个月。但也有 59 天的，说明当时已有大、小月之分。农历年以月为单位，月亮凡 29 日或 30 日一满，为一太阴月。积 12 个太阴月约为 36 旬，较一个太阳年的长度要短，故若干时间后要加闰月以补足之。商代一般以十二月为一年，但卜辞中也多次出现“十三月”的刻辞，说明这时已用连大月和大小月来调整朔望，用置闰来调整朔望月与回归年的长度。这是阴阳合历的最大特点。商代的置闰法，一般都置于年终，即称十三月。但在商代晚期商王祖甲以后已出现了年中置闰的办法。到了商朝末年，在卜辞、兽骨刻辞和铜器铭文上有了较整齐的记时法，出现了近乎“年”的时间单位，名曰“祀”。另有一种“祀季”，介于祀与月之间。人们记事时使用“干支记日——在某月——隹王某祀——祀季”的形式，卜辞中则多用“干支记日——才某月——隹王某祀”的格式。
商人还把一天分为几段，日指白天，夕指夜晚，中午称中日，即日中。此外，日出地面称旦，日落称昏或各(落)日;天明以后称朝，正午之后，日已偏斜称昃;在昃与昏之间还有郭兮。商人朝夕两餐称为大食、小食，大食之前卜辞中又称明、日明等等。所有这些都说明商人对每天所划分的阶段用于记录史实，能相当准确地反映其时间属性。
天时观念的发展与农业的发展是紧密相连的。因为农业需要寻求天时周期的规律以便及时播种和收获。商王朝时期，人们将天象的变化与相应的物候揉合在一起，并在观测天象、确定季节的探索中取得了重要的成果。《尚书?尧典》中有关于“四仲中星”的记载：“日中星鸟，以殷仲春;日永星火，以正仲夏;宵中星虚，以殷仲秋;日短星昴，以正仲冬。”这是用四组恒星黄昏时在正南方天空的出现来定季节的方法。当黄昏时见到鸟星(心宿一)升到中天，就是仲春，这时昼夜长度相等;当大火(心宿二)升到正南方天空，就是仲夏，这时白昼时间最长;当虚宿一出现于中天时，就是仲秋，此时昼夜长度又相等;而当昴星团出现在中天时，就是仲冬，白昼时间最短。这里的仲春、仲夏、仲秋、仲冬，即今天所说的春分、夏至、秋分、冬至四个节令。据研究，最晚在商末周初时，我国就已经取得了这一观象授时的重要成果。卜辞中有“今春”、“今秋”之语，虽不一定为后世的四季，但因农事而分的“季期”当可无疑。
