“盖天说”在春秋末期已遇到挑战，张衡“浑天说”便指出大地是球体
中国的古天文学源远流长。至少在距今八千年前，远古先民已经在有计划地观测天象；距今6500年之前，古人已经测定了“子午”“卯酉”线，并有了“中宫北斗”、“东宫苍龙”、“西宫白虎”的三宫概念；距今5500年前，先民已应该掌握了日月运行的“黄道”，同时基本形成了“二十八宿”认知。
2000年后印度的“二十八宿”排序，反映的恰好是这个时间的中国中原观测到的星象。
可知，一是他们的“二十八宿”来自中国；二是中国这方面的天文成就比他们早了2000年。
中国古人，很早就提出了天文宇宙理论。
最早的是“盖天说”。先秦的《周髀算经》是这种理论的代表作，其中包括重要的数学和几何算法。
“盖天说”的最重要观点，是“天圆地方说”，即“天如伞盖，地如棋局”。“天圆如张盖，地方如棋局”为旧盖天说；“天似盖笠，地法复磐，天地各中高外下”记载于《周髀算经》，为新盖天说，或周髀说.
然而，至晚在春秋末期，此理论已遇到挑战。《大戴礼记·曾子天圆》记录了他对此说的诘问——天圆如何能把地方“盖严”？“曾子曰：‘天之所生上首，地之所生下首，上首谓之圆，下首谓之方，如诚天圆而地方，则是四角之不揜也。’”
盖天说
“盖天说”后来也自行做了改进，说大地也不是完全“平”的，而是中间隆起。据说，这是古代“昆仑”高耸的理论来源。
无论如何，“盖天说”存在巨大的漏洞。由此，产生了中国古代的第二种宇宙理论——“浑天说”。
一般认为，西汉落下闳是这一学说的最早代表人物。扬雄说，他是“浑仪”的第一位制造者。不过，有学者称，商末，这种认知就存在了。对此，尚无定论，但其最晚于战国时期形成是极可能的。
东汉天文学家张衡的《浑天仪注》描述了“浑天说”的主要理论。其云：“天圆如鸡子，天体圆如弹丸，地如鸡中黄，孤居于内，天大而地小。天表里有水，天之包地，犹壳之裹黄。”蛋黄，显然是圆的而不是方的或平的。
可惜的是，当时的古人，不可能周游世界。所以，张衡认为，像蛋黄一样的“地球”，浮在水上，一半在水上，一半在水下。
他还说，天之大圆分为365又1/4度，其中的一半182又5/8度在地的上面，另一半在地下。他认为，这是每一时刻只能看到“二十八宿”之中一半星宿的原因。
浑天说
他又说，天之两端有南北两极，北极在地上36度，南极在地下36度，所以天球相对于“地球”是倾斜的。以北极为中心的直径72度圆周内的恒星，永远可以看到。而围绕在南极的同样范围内的恒星，则是永远看不到的。天球绕着两极的轴线运转，永不停息。“天地各乘气而立，载水而浮。周天三百六十五度又四分度之一，又中分之，则半一百八十二度八分度之五覆地上，半绕地下，故二十八宿半见半隐。其两端谓之南北极。北极乃天之中也，在正北，出地上三十六度。然则北极上规径七十二度，常见不隐。南极天地之中也，在正南，入地三十六度。南规七十二度常伏不见。两极相去一百八十二度强半。天转如车毂之运也，周旋无端，其形浑浑，故曰浑天。”
这已经足够令人惊奇了。
至唐代开元十四年（726年），著名天文学家僧一行主持了全国性的天文大地测量，采用北极高度和夏日日长，计算出了子午线一度之长和地球的周长，且将此测量成果，用于编制同样著名的《大衍历》。
这是又一次的跨越。遗憾的是，僧一行过早地于四十四岁离世。