以牧業(yè)為生涯的草原民族早就在探索自然星辰的出沒、日夜交替、寒來暑往的一系列變化對人們的生產(chǎn)和生活所發(fā)生的重大影響。古代蒙古族以草木計年。宋孟珙《蒙韃備錄》云：“其俗每青草為一歲，有人問其歲，則曰幾草矣?！蹦敛莸目輼s直接影響畜牧業(yè)生產(chǎn)，關(guān)乎蒙古族的衣食住行，草的榮枯標(biāo)志著牧業(yè)生產(chǎn)的一個周期，因此，“草”具有了年的意義。正如古代埃及把尼羅河的泛濫周期作為一年一樣，據(jù)洪鈞《元史譯文證補》云：“蒙古族“不云幾歲，而云幾草”。這是人們探索自然、認(rèn)識自然的結(jié)果。
在長期的探索、認(rèn)識自然的過程中，蒙古族還產(chǎn)生了季節(jié)的概念。依據(jù)畜牧生活的經(jīng)驗，古代蒙古人又將一年劃分為兩個季節(jié)。春時，蒙古人稱“合不兒”,秋時，蒙古人稱“納木兒”。春天牧草滋長，是牧業(yè)生產(chǎn)的起點，秋天是牛羊肥壯的季節(jié)?！睹晒琶厥贰返谑殴?jié)云：“春間的一天……”第二十七節(jié)云：“到了春天，野鴨飛來的時候……”第一百九十七節(jié)云：“鼠兒年的秋天……”第二十六節(jié)云；孛端察兒沒有食物，“這樣養(yǎng)著黃鶯過了一冬”。蒙古族的季節(jié)概念是依據(jù)其畜牧業(yè)的生產(chǎn)和生活節(jié)奏劃分的。蒙古族流傳下來的彌久不衰的諺語充分表現(xiàn)了這一特征。其諺語說：“秋天不積草，春來無春羔?！薄跋奶斓臅r候，別忘冬天；幸福的時候，別忘痛苦?！薄半m像秋季般的富裕家庭，要像春天般艱苦渡日?！薄暗嚼弦矝]出息，到秋也不膘肥?！薄白屓诵邜u的人，春天串門；想吃好食的人，秋天串門?！蔽锖虻耐埔朴绊懼寥说纳a(chǎn)和生活的節(jié)奏。蒙古族對于立春和立冬非常注重，因為牧場分為夏場、冬場，立春和立冬直接影響牧場的遷徙。蒙古族也非常重視立秋，因為秋天是由春到冬轉(zhuǎn)變的時節(jié)，也是水草豐盛、牛羊肥壯的時節(jié)。古代蒙古人每年要在8月28日舉行秋祭，祈求消災(zāi)去禍，來年生活平安。8月28日便是蒙古人的年終。隨著對自然界觀察的深入，他們又增加了夏季。冬季蒙語為“兀不勤”,夏季蒙語為“淳納”,其順序為“冬春秋夏”,后來，隨著蒙漢文化頻繁的交流，才改為春夏秋冬。
在此基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了“季節(jié)月”的形式。據(jù)哈勘楚倫《至元譯語·時令門考譯》云：“蒙古族的古代月份為分享月即正月、水草月為二月，乳牛月為三月，青翠月為四月，打獵月為五月，日光月為六月，紅色月為七月，完全月為八月，今羊月為九月，殺牲月為十月，吃食月為十一月，蔚藍(lán)月為十二月。蒙古族古代月份的劃分與牧業(yè)、狩獵業(yè)有關(guān)，也與蒙古族所喜愛的顏色與古老的宗教信仰有關(guān)。這種以物候變化和生活生產(chǎn)節(jié)奏劃分的季節(jié)月并無準(zhǔn)確的天數(shù)，他們往往靠天象來判斷?！睹晒棚L(fēng)俗鑒》云：“蒙古人對于每月初一、十五、三十都很重視……古時的蒙古人對每個季節(jié)的第一個月的初一非常重視……”他們還有置閏月的推算。《蒙韃備錄》云：蒙古人“見青草遲遲，方知是年有閏月也?！比绱喝聝?nèi)有閏月就叫雙春，有的地方叫長春。
隨著天體與自然界變化的觀察，蒙古族從公元1220年開始就用六十天干與十二地支相配合的六十甲子周期紀(jì)年?！对贰肪砭攀欧Q：元太祖時以博爾忽、博爾求、木華黎、赤老溫為四怯薛?！扒友φ撸q言番值宿衛(wèi)也。凡宿衛(wèi)每三日而一更。申、酉、戍日博而忽領(lǐng)之，為第一怯薛，即也怯薛?！プ?、丑日，博爾術(shù)領(lǐng)之，為第二怯薛。寅、卯、辰日、木華黎領(lǐng)之，為第三怯薛。巳、午、未日，赤老溫領(lǐng)之，為第四怯薛”。這是采用十二生肖紀(jì)月紀(jì)年?！睹身^備錄》記載：“去年春，珙每見其所行文字猶曰大朝，又稱年屬兔兒年、龍兒年，至去年方改庚辰年?！薄睹晒琶厥贰芬嘤小巴脙耗辍?、“鼠兒年”、“豬兒年”的記載，其十二生肖為鼠、牛、虎、兔、龍、蛇、馬、羊、猴、雞、狗、豬。在蒙古人的觀念里，甲乙年為興旺。戊己年為衰、庚辛年為開始，壬癸年為收。除采用干支紀(jì)年外，還出現(xiàn)用紅、黃、藍(lán)、白、黑五色各分陰陽成十個數(shù)，再與十二獸名相配紀(jì)年，這樣循環(huán)周期由原來的十二年改為六十年。
用十二獸名與天干地支相配合的紀(jì)年法的出現(xiàn)，是各民族長期觀察自然、認(rèn)識自然的結(jié)果?！逗陧^事略》雖云為“漢人、契丹、女真教之”,其實，“十二支辰之象”、“六甲輪流”的紀(jì)年法可以追溯到公元前三世紀(jì)勃起于大漠的匈奴?！逗鬂h書》卷八十九《南匈奴傳》載：“匈奴俗，有三龍祠，常以正月、五月、九月戊日祭天神。”可見當(dāng)時匈奴已有年的概念，并將“戊日”視為吉日，將“戊”稱為“日上”,已使用了天地干支紀(jì)年。以突厥文刻寫的《毗伽可汗碑》《闕特勤碑》以及回紇的《葛勒可汗碑》的紀(jì)年就以動物為名。
蒙古族有些地區(qū)還吸收了藏族的紀(jì)年歷法。藏歷確定一年為12個月，大月30天，小月29天，每100月左右，便有一閏月，共用十二獸名與金木水火土五行相配，12年為一小循環(huán)，6000年為一大循環(huán)。
草原人民在生產(chǎn)實踐中積累了極為豐富的天文歷法經(jīng)驗，而且在不斷探討天體的結(jié)構(gòu)。那首膾炙人口的游牧民族的《敕勒歌》寫道：“敕勒川，陰山下，天似穹廬，籠罩四野，天蒼蒼，野茫茫，風(fēng)吹草低見牛羊。”這首民歌的動情力不僅在于描繪了草原的迷人景色，更重要的是對宇宙天體的描繪，把無際的天空想象成一個大蒙古包，意為圓天。在陰山巖畫里，常出現(xiàn)天象圖。在托林溝西北叫阿木烏蘇的地方，其星辰圖是由成品字形排列的三重圈和重圈、圓圈組成的圖案構(gòu)成的，同一地點，還有一幅由圓圈、圓點組成的天象圖。這表現(xiàn)蒙古族古代先民對天體的探索?！睹晒琶厥贰范傥迨墓?jié)記云：“星天旋轉(zhuǎn)，諸國征戰(zhàn)?！边@是天人感應(yīng)的實錄。
在內(nèi)蒙呼和浩特舊城五塔寺金剛座舍利寶塔的后山墻上，有一幅蒙文石刻天文圖，為清代雍正三年欽制。此天文圖標(biāo)明北極圈、南極圈、夏至圈、冬至圈和赤道，并注明24個節(jié)氣，冬至點在上，夏至點在下，春分點在左，秋分點在右，還畫有銀河、星宿，共270座。在天球圓面外圍有4層注字的圓圈，最外一層均勻地分為12段，刻12宮和12生肖的蒙文名稱。這幅天文圖是我國僅存的四幅石刻天文圖中唯一有少數(shù)民族文字的一幅，堪稱蒙漢人民智慧的結(jié)晶。
有元一代，蒙古族對天文學(xué)的研究獲得長足的發(fā)展。1271年，蒙古族在上都(位于今錫林郭勒盟正藍(lán)旗)紫禁城的北垣上建立了第一座天文臺?！对贰肪砭攀疲骸爸猎四晔贾盟咎炫_?！薄对贰肪硭氖嗽疲骸笆雷嬷猎哪?1267)扎馬魯丁造西域儀象?！逼渌脼榘⒗畠x器，包括渾天儀、渾天圖、春秋分晷影堂、冬夏至晷影堂等七件，對此《元史》有述。本世紀(jì)70年代，內(nèi)蒙古文物隊曾到此勘察多次?！霸撎煳呐_按照闕式建筑的特點分東、中、西三個組成部分，兩邊凸出，中間凹下”。其結(jié)構(gòu)謹(jǐn)嚴(yán)、科學(xué)，因有三組臺面組成，被譽為“紫極三臺”。此外，尚有大都的天文臺，建于1279年，地址在北京建國門外。整個天文臺規(guī)模宏大、設(shè)備完備、人員眾多，其測算十分精密。滴漏是古代用來計量晝夜時間的儀器，元代的銅壺滴漏達(dá)到很高的水平。
在內(nèi)蒙圖書館館藏有幾種蒙文天文著作，其一名《天文學(xué)》,書中有全天星圖，星圖由黃道分開，南北半球各一幅，特別值得注意的是每幅圖上除有黃極外，還有赤極，這樣的天文圖在我國歷史上很少見。1712年蒙古文《天文原理》一書問世。這部書是更為精確的掌握歷法，康熙皇帝建議蒙藏學(xué)者共同編寫的。因此該書又稱為《御制漢歷大全蒙譯本》或《康熙御制漢歷大全》。全書共三十八卷。據(jù)專家考證，該書大部分內(nèi)容相當(dāng)于清朝順治二年頒行的《時憲歷》,只是其中的天文步天歌、凌犯、儀象、七政、交食等共十五卷尚未查到其依據(jù)的確切藍(lán)本，這些可能是蒙古族學(xué)者所研究出的天文原理(參看李汶忠編著《中國蒙古族科學(xué)技術(shù)史簡編》)。
在談到蒙古族的天文歷法時不能不談到蒙古族的天文學(xué)家明安圖。明安圖，字靜庵，蒙古正白旗人。生于清康熙三十一年(1692)他曾把清代的《時憲書》翻譯成蒙古文并向蒙古族地區(qū)頒發(fā)、推行。爾后他又參加了康熙皇帝為統(tǒng)一歷法而組織的一百卷巨著《律歷淵源》的編寫工作。雍正元年(1723)明安圖在欽天監(jiān)內(nèi)擔(dān)任“時憲科官正”職務(wù)，總管推算日月五星的運行情況，并主編歷書，為時達(dá)三十多年。在編纂《律歷淵源》的過程中，明安圖一方面繼承了祖國的優(yōu)秀文化遺產(chǎn)，廣泛采用了我國傳統(tǒng)的天文觀測方法，另一方面又不墨守成規(guī)，也吸收了西方較為先進的觀測方法。爾后，為精密觀察日月行度，《日躔》《月離》二表問世。這是關(guān)于太陽運行和月亮運行的天文表。他是纂修《躔度表解圖說》的主要成員。他還參與完成了從乾隆二年開始到乾隆七年完成的《歷象考成后編》的編寫。蒙古族天文學(xué)家明安圖為祖國的天文事業(yè)做出了突出的貢獻(xiàn)。