〔1〕自司马迁述《天官》，而历代作史者皆志天文。惟《辽史》独否，谓天象昭垂，千古如一，日食、天变既著本纪，则天文志近于衍。其说颇当。夫《周髀》《宣夜》之书，安天、穷天、昕天之论，以及星官占验之说，晋史已详，又见《隋志》，谓非衍可乎。论者谓天文志首推晋、隋，尚有此病，其他可知矣。然因此遂废天文不志，亦非也。天象虽无古今之异，而谈天之家，测天之器，往往后胜于前。无以志之，使一代制作之义泯焉无传，是亦史法之缺漏也。至于彗孛飞流，晕适背抱，天之所以示儆戒者，本纪中不可尽载，安得不别志之。明神宗时，西洋人利玛窦等入中国，精于天文、历算之学，发微阐奥，运算制器，前此未尝有也。兹掇其要，论著于篇。而《实录》所载天象星变殆不胜书，择其尤异者存之。日食备载本纪，故不复书。
自司马迁撰写《天官书》以来，历代修史的人都写天文志。只有《辽史》不这样做，认为天象昭然垂示，千古如一，日食、天变已经记载在本纪中，那么天文志近乎多余。这个说法很有道理。像《周髀》《宣夜》这些书，安天、穷天、昕天的理论，以及星官占验的说法，在《晋书》中已经详细记载，又见于《隋书·天文志》，说它们不冗余可以吗？评论者认为天文志首推《晋书》《隋书》，尚且有这样的毛病，其他就可想而知了。然而因此就废弃天文志不写，也不对。天象虽然没有古今差异，但谈论天文的人家，观测天文的仪器，往往后来居上。不记载它们，使得一代制作的意义湮没无传，这也是史法的缺漏。至于彗星、孛星、飞星、流星，以及晕、适、背、抱等天象，上天用来表示警戒的，本纪中不能全部记载，怎能不另外设志呢？明神宗时，西洋人利玛窦等人进入中国，精通天文、历算之学，阐发微义，揭示奥秘，运算制作仪器，这是以前没有过的。这里摘取要点，论述于本篇。而《实录》所记载的天象星变几乎不胜枚举，选择其中特别异常的保存下来。日食已详细记载于本纪，所以不再重复。
〔2〕《楚词》言“圜则九重，孰营度之”，浑天家言“天包地如卵里黄”，则天有九重，地为浑圆，古人已言之矣。西洋之说，既不背于古，而有验于天，故表出之。
《楚辞》说“天圆有九重，是谁测量出来的”，浑天家说“天包裹着地就像鸡蛋黄被蛋白包裹一样”，那么天有九重，地是浑圆的，古人已经说过了。西洋的说法，既不违背古说，又与天象符合，所以特别表述出来。
〔3〕其言九重天也，曰最上为宗动天，无星辰，每日带各重天，自东而西左旋一周，次曰列宿天，次曰填星天，次曰岁星天，次曰荧惑天，次曰太阳天，次曰金星天，次曰水星天，最下曰太阴天。自恒星天以下八重天，皆随宗动天左旋。然各天皆有右旋之度，自西而东，与蚁行磨上之喻相符。其右旋之度，虽与古有增减，然无大异。惟恒星之行，即古岁差之度。古谓恒星千古不移，而黄道之节气每岁西退。彼则谓黄道终古不动，而恒星每岁东行。由今考之，恒星实有动移，其说不谬。至于分周天为三百六十度，命日为九十六刻，使每时得八刻无奇零，以之布算制器，甚便也。
他们所说的九重天，最上是宗动天，没有星辰，每天带动各重天从东向西左旋一周，其次是列宿天（恒星天），其次是填星天（土星天），其次是岁星天（木星天），其次是荧惑天（火星天），其次是太阳天，其次是金星天，其次是水星天，最下是太阴天（月亮天）。从恒星天以下八重天，都随宗动天左旋。然而各天都有右旋的度数，从西向东，与蚂蚁在磨盘上爬行的比喻相符。它们的右旋度数，虽然与古代有增减，但没有大的差异。只有恒星的运动，就是古代岁差的度数。古人认为恒星千古不动，而黄道上的节气每年向西退。他们则认为黄道终古不动，而恒星每年向东行。从今天考证，恒星确实有移动，他们的说法没有错误。至于将周天分为三百六十度，规定一天为九十六刻，使得每时正好八刻没有零头，用它来布算制作仪器，非常方便。
〔4〕其言地圆也，曰地居天中，其体浑圆，与天度相应。中国当赤道之北，故北极常现，南极常隐。南行二百五十里则北极低一度，北行二百五十里则北极高一度。东西亦然。以周天度计之，知地之全周为九万里也。以周径密率求之，得地之全径为二万八千六百四十七里又九分里之八也。又以南北纬度定天下之纵。凡北极出地之度同，则四时寒暑靡不同。若南极出地之度与北极出地之度同，则其昼夜永短靡不同。惟时令相反，此之春，彼为秋，此之夏，彼为冬耳。以东西经度定天下之衡，两地经度相去三十度，则时刻差一辰。若相距一百八十度，则昼夜相反焉。其说与《元史》札马鲁丁地圆之旨略同。
他们论述地球是圆的，说地球位于天球中心，它的形体浑圆，与天球度数相应。中国位于赤道以北，所以北极星经常出现，南极星经常隐藏。向南走二百五十里，北极星就降低一度；向北走二百五十里，北极星就升高一度。东西方向也一样。根据周天度数计算，知道地球的整个圆周是九万里。用圆周率计算，得到地球的直径是二万八千六百四十七又九分之八里。又用南北纬度确定天下的纵轴。凡是北极出地度数相同的地方，四季寒暑就没有不同。如果南极出地度数与北极出地度数相同，那么昼夜长短就没有不同。只是季节相反，这里的春天，那里是秋天；这里的夏天，那里是冬天。用东西经度确定天下的横轴，两地经度相差三十度，那么时刻就差一个时辰。如果相距一百八十度，那么昼夜相反。这些说法与《元史》记载的札马鲁丁关于地球是圆的旨意大致相同。
〔5〕日月五星各有一重天，其天皆不与地同心，故其距地有高卑之不同。其最高最卑之数，皆以地半径准之。太阳最高距地为地半径者一千一百八十二，最卑一千一百零二。太阴最高五十八，最卑五十二。填星最高一万二千九百三十二，最卑九千一百七十五。岁星最高六千一百九十，最卑五千九百一十九。荧惑最高二千九百九十八，最卑二百二十二。太白最高一千九百八十五，最卑三百。辰星最高一千六百五十九，最卑六百二十五。若欲得七政去地之里数，则以地半径一万二千三百二十四里通之。
日月五星各自有一重天，这些天球都不与地球同心，因此它们距离地球有高低不同。它们的最高和最底数值，都用地半径作为单位。太阳最高时距离地球是地半径的一千一百八十二倍，最底是一千一百零二倍。月亮最高五十八倍，最底五十二倍。土星最高一万二千九百三十二倍，最底九千一百七十五倍。木星最高六千一百九十倍，最底五千九百一十九倍。火星最高二千九百九十八倍，最底二百二十二倍。金星最高一千九百八十五倍，最底三百倍。水星最高一千六百五十九倍，最底六百二十五倍。如果想要得到七政距离地球的里数，就用地半径一万二千三百二十四里来换算。
〔6〕又谓填星形如瓜，两侧有两小星如耳。岁星四周有四小星，绕行甚疾。太白光有盈缺，如月之弦望。用窥远镜视之，皆可悉睹也。余详《历志》。
又说土星的形状像瓜，两侧有两颗小星像耳朵。木星周围有四颗小星，绕转得非常快。金星的光有圆缺变化，像月亮的弦月和满月。用望远镜观察它们，都可以全部看到。其余的详细内容记载在《历志》中。
〔7〕崇祯初，礼部尚书徐光启督修历法，上《见界总星图》。以为回回《立成》所载，有黄道经纬度者止二百七十八星，其绘图者止十七座九十四星，并无赤道经纬。今皆崇祯元年1628所测，黄赤二道经纬度毕具。后又上《赤道两总星图》。其说谓常现常隐之界，随北极高下而殊，图不能限。且天度近极则渐狭，而《见界图》从赤道以南，其度反宽，所绘星座不合仰观。因从赤道中剖浑天为二，一以北极为心，一以南极为心。从心至周，皆九十度，合之得一百八十度者，赤道纬度也。周分三百六十度者，赤道经度也。乃依各星之经纬点之，远近位置形势皆合天象。
崇祯初年，礼部尚书徐光启负责监督修订历法，向皇帝进献了《见界总星图》。他认为回回历法《立成》所记载的星，有黄道经纬度的只有278颗，绘成星图的只有17座94颗，而且没有赤道经纬度。现在进献的这张图都是崇祯元年测定的，黄道和赤道的经纬度都完备。后来他又进献了《赤道两总星图》。他的理论说：恒星始终可见和始终不可见的界线，随着北极的高度（即观测地的纬度）不同而变化，星图无法完全表达。而且天球上的度越靠近北极就越窄，但是《见界图》从赤道往南，它的度数反而变宽，所绘制的星座不符合仰头观测的实际。于是他从赤道把天球剖开成两半，一个以北极星为中心，一个以南极星为中心。从中心到圆周都是90度，加起来得到180度，这是赤道的纬度。圆周分为360度，这是赤道的经度。然后按照各星的经纬度标注它们，远近位置和形状都符合天象。
〔8〕至于恒星循黄道右旋，惟黄道纬度无古今之异，而赤道经纬则岁岁不同。然亦有黄赤俱差，甚至前后易次者。如觜宿距星，唐测在参前三度，元测在参前五分，今测已侵入参宿。故旧法先觜后参，今不得不先参后觜，不可强也。
说到恒星沿着黄道向右转动，只有黄道纬度是古今一样的，而赤道上的经纬度则每年都不同。不过也有黄道赤道都发生变化，甚至前后顺序颠倒的情况。比如觜宿的距星，在唐代测量时是在参宿前面三度，元代测量时在前面五分，现在测量已经进入到参宿内部。所以过去的顺序是先觜后参，现在不得不先参后觜，不能强行保持旧顺序。
〔9〕又有古多今少，古有今无者。如紫微垣中六甲六星今止有一，华盖十六星今止有四，传舍九星今五，天厨六星今五，天牢六星今二。又如天理、四势、五帝内座、天柱、天床、大赞府、大理、女御、内厨，皆全无也。天市垣之市楼六星今二。太微垣之常陈七星今三，郎位十五星今十。长垣四星今二。五诸侯五星全无也。角宿中之库楼十星今八。亢宿中之折威七星今无。氐宿中之亢池六星今四，帝席三星今无。尾宿中天龟五星今四。斗宿中之鳖十四星今十三，天籥、农丈人俱无。牛宿中之罗堰三星今二，天田九星俱无。女宿中之赵、周、秦、代各二星今各一，扶匡七星今四，离珠五星今无。虚宿中之司危、司禄各二星今各一，败臼四星今二，离瑜三星今二，天垒城十三星今五。危宿中之人五星今三，杵三星今一，臼四星今三，车府七星今五，天钩九星今六，天钞十星今四，盖屋二星今一。室宿中之羽林军四十五星今二十六，螣蛇二十二星今十五，八魁九星今无。壁宿中之天厩十星今三。奎宿中之天溷七星今四。毕宿中之天节八星今七，咸池三星今无。觜宿中之座旗九星今五。井宿中之军井十三星今五。鬼宿中之外厨六星今五。张宿中之天庙十四星今无。翼宿中之东瓯五星今无。轸宿中之青丘七星今三，其军门、土司空、器府俱无也。
还有的星官，古代数量多、现代数量少，或者古代有、现代完全没有。例如：紫微垣中的六甲星，本来有六颗，现在只剩一颗；华盖星本来十六颗，现在只剩四颗；传舍星本来九颗，现在五颗；天厨星本来六颗，现在五颗；天牢星本来六颗，现在两颗。又如天理、四势、五帝内座、天柱、天床、大赞府、大理、女御、内厨这些星官，现在全都没有了。天市垣的市楼星，本来六颗，现在两颗。太微垣的常陈星，本来七颗，现在三颗；郎位星本来十五颗，现在十颗；长垣星本来四颗，现在两颗；五诸侯星本来五颗，现在全无。角宿中的库楼星，本来十颗，现在八颗。亢宿中的折威星，本来七颗，现在没有。氐宿中的亢池星，本来六颗，现在四颗；帝席星本来三颗，现在没有。尾宿中的天龟星，本来五颗，现在四颗。斗宿中的鳖星，本来十四颗，现在十三颗；天籥星、农丈人星都没有了。牛宿中的罗堰星，本来三颗，现在两颗；天田星本来九颗，现在都没有。女宿中的赵星、周星、秦星、代星，本来各两颗，现在各一颗；扶匡星本来七颗，现在四颗；离珠星本来五颗，现在没有。虚宿中的司危星、司禄星，本来各两颗，现在各一颗；败臼星本来四颗，现在两颗；离瑜星本来三颗，现在两颗；天垒城星本来十三颗，现在五颗。危宿中的人星，本来五颗，现在三颗；杵星本来三颗，现在一颗；臼星本来四颗，现在三颗；车府星本来七颗，现在五颗；天钩星本来九颗，现在六颗；天钞星本来十颗，现在四颗；盖屋星本来两颗，现在一颗。室宿中的羽林军星，本来四十五颗，现在二十六颗；螣蛇星本来二十二颗，现在十五颗；八魁星本来九颗，现在没有。壁宿中的天厩星，本来十颗，现在三颗。奎宿中的天溷星，本来七颗，现在四颗。毕宿中的天节星，本来八颗，现在七颗；咸池星本来三颗，现在没有。觜宿中的座旗星，本来九颗，现在五颗。井宿中的军井星，本来十三颗，现在五颗。鬼宿中的外厨星，本来六颗，现在五颗。张宿中的天庙星，本来十四颗，现在没有。翼宿中的东瓯星，本来五颗，现在没有。轸宿中的青丘星，本来七颗，现在三颗；还有军门、土司空、器府这些星官，都没有了。