古代中国对天体的认识有三种：一是盖天，二是宣夜，三是浑天。
盖天说认为天如同一个“盖笠”，即南方的斗笠形，中高外低，地如同一个扣着的盘子，也是中高外低。《周髀》为盖天说。《晋书说：“北极下为天地之中，其地最高......天中高于外衡，冬至日之所以六万里，北极下地高子外衡下地亦六契里。外衡高于北极下地二万里。天地隆高相从，日去地恒八万里。“《周髀》在利用晷影推算的过程中，应用了勾股定理。《周髀》家认为：“天圆如张盖，地方如棋局，天旁转如推推磨而左行，日月右行，随天左转，故日月实东行，而天牵之以西没。”天圆地方的观念与“地如覆槃”矛盾。《易.系辞》记载的天体论，主要是昼夜说。以前谈到过，《易》的理论基于天文历算，宣夜说的具体方法却未传下来。
《晋书》说，宣夜之书亡，惟汉秘书郎郗萌记先师传授的理论：“天了无质，仰而瞻之，高飞无极......日月众星，自然浮生虚空，其行其止皆须气焉。“天体飘浮在太空中，由“气”推动它们运行。晋代虞喜《安天论》：”天高穷于无穷，地深于不测。天确乎在上，有常安之形；地魄焉在下，有居静之体。“他认为”当相覆冒方则俱方，圆而俱圆，无方圆不同之义也。“针对的就是”天圆地方。虞耸认为“天似穹窿如鸡子，幕其际周接四海之表，浮于元气之上。......日绕辰极，没西而还东，不出入地中。......斗极之下不为地中，当对天地卯酉之位。......”姚信认为“天之体南低入地，北则偏高。又冬至极低......夏至极起......极之立时，日行中地浅，故夜短；天去地高，故昼长也；极之低时，日行地中深，故夜长；天去地下，故昼短也。”人们对这些说法表示否定。然而《易.系辞》“天尊地卑，乾坤定矣，卑高以陈，贵践位矣。动静有常，刚柔断矣。......”与《安天论》很相似，意义和用词有相通的地方。《系辞》全篇还有很多说法体现了宣夜说的观点。如“崇效天，卑法地”，“通乎昼夜之道而知，故神无方而易无体，一阴一阳之谓道”，“日往则月来，月往则日来，日月相推而明生焉；寒往则暑来，暑往则寒来，寒暑相推而岁成焉。”根据这些记载可知，宣夜说在春秋时代已经形成，并非汉代才出现。到了汉代，宣夜说已经“绝无师法”了。《系辞》若确出于孔子，那么孔子是接受宣夜说了。
浑天论认为天如同鸡蛋，地如同蛋黄，天大而地小，一半在地下。因此二十八宿半隐半现，天转如车轮。东汉张衡制浑天仪，演示天象与真正的星空完全相符。浑天理妙，然而学者多疑之。汉王仲任据盖天说驳浑天仪，说：“旧说天转从地下过，今掘地一丈辄有水，天何得从水中行乎？甚不然也。日随天而转，非入地......今视日入，非入也，亦远耳。当日入西方之时，其下之人亦将谓之为中也。四方之人，各以其所近者为出，远者为入矣。......”其观点与以火炬为例的说法其实可以用来证明地球是圆的。考古史者往往在“汤谷”所在地上犯主观主义错误，就是没有认识到日出日入之地是相对的。中国上古的汤谷、禺谷是对中国先民而言的特定观念，成为确指的地方。
三种天体论中，术数有存的是盖天说，对数学发展做出了贡献，但“考验天状，多所违失”。宣夜说只保存了一些理论，但《周易.系辞》则包含了其理论，具有文化史上的价值。浑天说“精微深妙，百代不易之道”，但“官有其器而无本书”，浑天仪使人信服。只有盖天说的一种说法包括了“天圆地方”的见解，浑天说明言地为卵形，被天包裹。这种说法接近事实，但水、气之说有时代局限性。《山海经》第五、《淮南子.地形》开头几句有完全相同的词句。《淮南子.时则》时有求地东西与南北距离、天之高度，都是《周髀》之术。《晋书》所录言论，可了解三种学说的大略，但不一定都是正宗。上古年代，地心说是想当然的观念，中国天体论呈现不同学说并存的局面，体现了先民的探索精神。
《山海经》的观点是地为方形，而朝鲜九世纪的《普天之下地图》，把地球画成圆形，说明当时有人已认定地球为圆形。内容相关，形式不同，说明二者有相同的地理知识，天体论却相反。