天文
西周时期对年、月、日的记录已十分明确，有时还记有月相，这在青铜器铭文中记载很多，如牧簋铭文即用“七年十三月既生霸甲寅”等文字来记录当时的事件。当时记录的月相有 4 个不同名称，即“初吉”、“既生霸”、“既望”、“既死霸”。这 4 种月相是概括月亮绕地球运转时，从地球上看到的月球盈亏的变化所作的四分法。它的出现表明人们对月亮的盈亏变化的规律性有了一定的认识。
西周时期的天象观测有了不少新发现。二十八宿是春秋时确定下来的。所谓二十八宿，是把天球黄赤道带附近的恒星分为 28 组，其名称为：角、亢、氐、房、心、尾、箕、斗、牛、女、虚、危、室、壁、奎、娄、胃、昴、毕、觜、参、井、鬼、柳、星、张、翼、轸。一组即是一宿，每一宿中都取一颗星作这个宿的量度标志，称为该宿的距星。这样就建立起一个便于描述某一天象发生位置的较准确的参考系统。但这个系统的确立是经历了很长的历史过程的。从《诗经》中可以看到，二十八宿中的一些名字已经出现了，例如火(心)、箕、斗、定(室、壁)、昴、毕、参、牛、女等等;甚至还出现了银河(天汉)，说明当时对恒星已有了较多的认识。同时《诗经》中还有将恒星的出没所反映的季节变化与社会生产、人民生活的关系清楚地表达了出来，如“七月流火，九月授衣”;“定之方中，作于楚宫”等等。此外，人们对于行星也已有所认识，如《诗经》中提到的“启明”、“明星”、“长庚”，指的都是金星。(史仲文胡晓琳《中国全史百卷本》人民出版社1994年版)
历法
周代已经使用十二地支来记时了，把一天分为十二时辰，使记时更加定量化了。有关测时的仪器，大概在周以前就已发明了漏壶这种计时工具了，因为在《周礼·夏官》中记有“挈壶氏掌挈壶……以水火守之，分以日夜”，这种仪器不论阴雨、夜晚都可以使用。周人继续使用这种计时工具是没问题的。周人还发明了用圭表测影的方法，确定冬至(1 年正午日影最长之日)和夏至(正午日影最短之日)等节气。这样再配合以一定的计算，就可使回归年长度的测量达到一定的准确度。周代历法的另一个进步是能定出朔日。《诗经·小雅·十月之交》记有“十月之交，朔日辛卯，日有食之，亦孔之丑……”，这是我国古籍中最早出现的“朔日”的记载，也是我国有明确日期记载日食的最早记录，据推算应是周幽王六年十月初一日。这说明西周时期我国的历法已达到相当高的水平。(史仲文胡晓琳《中国全史百卷本》人民出版社1994年版)
