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鄭州所在的周圍地區(qū)，從古至今一直被稱為中州、中原，嵩山稱為中岳，都與古代“天圓地方”的觀念尤其是西周時(shí)期周公定登封陽(yáng)城為“天下之中”有著直接關(guān)系，是中國(guó)古代天文觀的直接體現(xiàn)。

 大約在3000多年前的西周時(shí)期，我國(guó)的天文觀測(cè)已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平。周公旦在位于中原地區(qū)的登封陽(yáng)城設(shè)立天文觀測(cè)地點(diǎn)，立土圭、測(cè)日影，確定了這里是“大地之中”。唐開元十一年(公元723年)，由天文官南宮說(shuō)在這里刻立紀(jì)念石表一座，規(guī)制上與《周禮》所載土圭測(cè)影說(shuō)相近，表南面刻“周公測(cè)景(影)臺(tái)”五字。

　周公經(jīng)過(guò)日復(fù)一日的測(cè)影，把每天測(cè)量的影長(zhǎng)數(shù)量記錄下來(lái)，根據(jù)每天中午日影的變化，從而找出了季節(jié)的變化。周公把表影最長(zhǎng)的那天定為“冬至”，這天中午太陽(yáng)直射南回歸線，北半球的白天最短；把表影最短的那天，定為“夏至”，這天中午，太陽(yáng)直射北回歸線，北半球的白天最長(zhǎng)；把一年中日影最長(zhǎng)的一天到下年日影最長(zhǎng)一天的周期定為一個(gè)“回歸年”，在一年中把兩個(gè)日影長(zhǎng)度相等，晝夜時(shí)刻相同的日子分別定為“春分”和“秋分”，然后總結(jié)出二十四個(gè)節(jié)氣，來(lái)服務(wù)于人類的生產(chǎn)活動(dòng)。它反映了我國(guó)古代科學(xué)家和古代勞動(dòng)人民在天文學(xué)上的卓越成就，也是我國(guó)天文發(fā)展史上的寶貴遺產(chǎn)和不可得的實(shí)物資料。

　元朝初年(公元1279年前后)，元世祖忽必烈詔令著名的天文學(xué)家郭守敬、王詢等改革歷法，在全國(guó)設(shè)立了27處觀測(cè)臺(tái)，而登封告成的觀星臺(tái)則為中心觀測(cè)臺(tái)。

　登封觀星臺(tái)為磚石結(jié)構(gòu)，由臺(tái)身和石圭兩部分組成，是郭守敬所創(chuàng)高表制度僅有的實(shí)物例證。郭守敬通過(guò)測(cè)量，推算出一個(gè)回歸年為365日5小時(shí)49分20秒，與現(xiàn)代測(cè)算的回歸年時(shí)間相比，僅相差26秒。他制定的《授時(shí)歷》，比現(xiàn)在通行的公歷早了300多年，體現(xiàn)了我國(guó)古代天文、歷法的最高水平。

　除了測(cè)量日影的功能之外，當(dāng)年的觀星臺(tái)上可能還有觀測(cè)星象等設(shè)施。元初進(jìn)行“四海測(cè)驗(yàn)”時(shí)，在此地觀測(cè)北極星的記錄，由此可知，觀星臺(tái)當(dāng)是一座具有測(cè)影﹑觀星等多種功能的天文臺(tái)。

　如今，元代的天文臺(tái)依然保存完整，巍然屹立于中岳嵩山腳下，已經(jīng)成為中國(guó)現(xiàn)存最早的古天文臺(tái)建筑，也是世界上重要的天文古跡之一。