中国古代时期利用土圭实测日晷，将每年日影最长的那一天定为“日至”（又称日长至，即太极图中四象的“太阴”、“长至”、“冬至”），日影最短为“日短至”（又称“短至”、“夏至”）。在春秋两季各有一天的昼夜时间长短相等，定为“春分”和“秋分”。
在商朝时只有4个节气《四象，即四季），到了周朝时发展到了8个（八卦），到秦汉年间，24节气已经完全确立。公元前104年，由邓平等制定的（太初历），正式把二十四节气订于历法之中，明确了二十四节气所在的天文位置。
二十四节气名称首见于（淮南子·天文训），《史记·太史公自序》的“论六家要旨”中也曾提到阴阳（日月运行）、四时（四季）、八位（八卦）、十二度（时辰）、二十四节气等概念。
汉武帝时，落下闺将节气编入（太初历》之中，并规定无中气之月，定为上月的闰月。
说到（淮南子），就不能不提到淮南王，淮南王刘安是刘邦的子孙，招募了很多宾客，据说有几千人，宾客谋士中有懂得天文知识和农业的知识的人才。刘安就把前人总结的二十四节气，在（淮南子）的（天文训）中完整地记载了下来。
二十四节气中的每一个节气分别相应于太阳在黄道上每运动15度所到达的位置。二十四节气又分为12个节气和12个中气，一一相间。
二十四节气反映了太阳的周年视运动，所以在阳历中它们的日期是相对固定的，上半年的节气在6日，中气在21日，下半年的节气在8日，中气在23日。
二十四节气是我国先民在和大自然的相处过程中，对一些自然现象和规律的科学认识和总结。二十四节气的发现对世界文明的贡献不亚于“四大发明”。至今人们的生活仍然受二十四节气的指导。广大农民群众为了搞好农业生产。在远古时期就很重视掌握农时。因为只有掌握农时，才能按照农时从事农事活动，才能够获得较好的收成。掌握农时就是掌握节气气候的变化规律。
最初人们是从观察“物候”人手。就是根据观察自然界生物和非生物对节气、气候变化的反应现象，从而掌握节气气候特征。人们以物候为依据从事农事活动。大约在距今6000年的黄帝（轩辕）时代，已初制“物候历”。其内容大概是：“燕子是春分来秋分去，伯劳鸟是夏至来冬至去，青鸟是立春来立夏去。丹鸟是立秋来立冬去……”
较早的古历书《夏小正》，书中有物候的详细记载。《夏小正》全书虽然只有五百余字，却以全年十二个月为序，记载了每月的天象、物候、民事、农事、气象等方面的详细内容，说明我国古人对于星辰，特别是北斗的变化规律研究已经达到了一定的水平。
不久以后，人们发现以物候来掌握节气气候还是显得粗放和不稳定。于是便求助于对天象的观测。通过观测星象的变化，找出了星象和节气变化的规律。如《鹊冠子》中记载有关北斗星斗柄的指向描述：“斗柄东指。天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬……”
紧接着人们又发现，以“天象”观测来掌握节气气候。仍然显得比较粗疏、缺乏准确。于是到了距今2700多年的春秋时期（公元前770~前476年），人们意识到日照时人的影子长短可能与太阳的位置和气候变化有某种关联。劳动人民经过反复地实践探索，获得的经验是：用土圭来测量太阳对9针所投影子的长短，即土圭测日影的方法确定了春分、秋分、夏至、冬至节气的准确日期。
关于土圭测影，就是利用直立的竿子在正午时刻测其影子的长短，把一年中影子最短的一天确定为“夏至”，最长的一天确定为“冬至”；两至中间（“冬至”到“夏至”“夏至”到“冬至”）影子为长短之和一半的两天，分别定义为“春分”和“秋分”。
土圭原本是一支垂直地立在地表面的杆子，中午时分去观察杆子的影子长度，一年中杆子的影子夏天短冬天长。经过长期的反复观测。人们发现在夏天的某一天正午，杆影达到最短，而后杆影越来越长，天气越来越凉，进人冬天后，又有一天其正午的杆影达到最长，人们定义为‘旧至”。“至”就是达到的意思，后来又把夏天的日至，称作日南至，或夏至；冬天的日至称作日北至，或冬至。A至到夏至，或冬至到冬至，正好是太阳公转一周，即阳历的一年。在夏至到冬至和冬至到夏至的两个时段里，有两天的白天和夜晚一样长，起名为“秋分”和“春分”，“分”表示昼夜平分。
随着“两至”“两分”的确定，立春、立夏、立秋、立冬。表示春、夏、秋、冬四季开妨的四个节气也相继确定。这样“四立”加上“两分”“两至”，恰好把一年分为八个基本相等的时段。把四季的时间范围定了下来。《吕氏春秋·十二纪》中详细记载了八个节气，而且还有许多关于温度、降水变化的内容。以及溢度、降水变化所影响的自然物候现象等内容。
随着铁制工具的普遍利用和农田水利灌溉的大发展，农事活动日益梢细与复杂，耕地面积日益扩大，这就使得在天时的掌握上，要有更多的主动性和预见性。以便及时采取措施。于秦汉时代，黄河中下游地区的人们根据本区域历年气候、天气、物候以及农业生产活动的规律和特征，先后补充确立了其余十六个节气。这十六个节气是：雨水、惊蛰、清明、谷雨、小满、芒种、小暑、大暑、处暑、白露、寒露、霜降、小雪、大雪、小寒、大寒。至此，历时三四千年，终于形成了完整的二十四节气。西汉《淮南子》一书就详细记载了完整的二十四节气内容。
从此以后，人们对二十四节气的探索随着生产力的提高而发展前进。对于那些对农业生产有特别意义的时段，有了更细致的阐述，并且在不同气候和农业生产特点的地区应用时，产生出大量的农谚、民谣。二十四节气的深刻含义，已经不仅仅是节气的名称所能表示的了。
