从历史发展阶段看，秦汉时期是我国经历春秋战国的“百家争鸣”走向真正的民族大融合时期，到了这个时期，天文历法也积累了足够多的知识，逐渐将天上恒星分为“三垣四象二十八星宿”；由春分、秋分、冬至、夏至的“一年四分”发展成二十四节气，进而有了观察环境随节气变化的“七十二候”；干支计时也发展起来，它把年月日时分别用干支表示，我们常讲的“生辰八字”就是这种计时方式；并且大量记录对行星的天文观测及利用行星轨迹的计时，最典型的就是 “木星纪岁”，例如在《周语》中有“武王伐纣、岁在鹑火”之说，这里岁就是木星，古也称“岁星”，“鹑火”是以木星的运行周期将黄道附近的天体分为十二份，其中之一的名称。这些天文历法到了汉武帝时期，有些已经发展成熟，有些还在发展中。无论如何，这些知识都为“太初改历”提供了可供使用和借鉴的方案。

史载汉武帝在“太初改历”时，“乃定东西，立晷仪，下漏刻，以追二十八宿相距于四方，举终以定朔晦分至，躔离弦望”。而他在确定历法推算时，不但向官方机构询问方案，而且网罗民间人才参与改历工作，一共提出了十八种方案，然后通过天文观测验证这十八种方案，最终落下闳的方案胜出。而落下闳就是民间人士，《汉书》言“侍郎尊及与民间治历者，凡二十余人，方士唐都、巴郡落下闳与焉。都分天部，而闳运算转历。”在“太初改历”中，设立了几个对后世有影响的历法原则：

1. 天文观象引入了“浑仪”。

落下闳之所以能够胜出，是因为掌握了更先进的天文观测手段和推算方法，其中一个证据就是他发明了 “浑仪”，扬雄在《法言. 重黎》中说“或问浑仪，落下闳营之，…..”。用“浑仪”测量星宿的角度，不但方便，而且精度更高。“浑仪”从此成为我国古代最重要的天文观测仪器，后世又进一步完善，增加了黄道环、赤道环、白道环等。现存最著名的浑仪，是明朝仿元代郭守敬的浑仪，放置于南京紫金山天文台。

2. 将阴阳历结合起来，确定了一年的“头”也就是“岁首”在哪里。

这个问题只要有“纪年”就会遇到，称之为“建正”。在“太初改历”之前，“建正”是变来变去的。《史记》中说“夏正以正月，殷正以十二月，周正以十一月”，也称之为“周正建子、殷正建丑、夏正建寅”。这种说法是以干支纪月为基础的，干支纪月与二十四节气联系，以冬至为“子月”的第1天，大雪为“丑月”第1天，以此类推，得到12个月，所以干支月实际是一种阳历月。

在天文观测上，干支月与北斗七星的斗柄在黄昏时所指的方位有关，斗柄指向正下方时对应“子月”，指向正上方对应“午月”，正右方对应“卯月”，正左方对应“酉月”，内插产生其它8个月份。可以看出，它就是以北斗七星为指针的一个没有刻度的钟表，北斗七星的勺柄与勺子一起是顺时针旋转的，根据方位确定月份。这里观测所选取的“昏”是我国古代天文观测的重要时间节点，另一个常常对应的是“旦”，这两个时间可以通过直接通过明暗变化确定一天的时间点，不需要额外的计时装置。当然，考虑地球公转，它的精度也不会太高。

根据《史记》及其它古籍，“夏、商、周”分别以“寅月、丑月、子月”作为1年的开始。到了春秋战国时期，各诸侯国的“建正”也不尽相同，齐、鲁采用周朝的子月作为正月，而其它各国，都采用了夏朝的寅月作为正月。不过秦国比较特殊，它虽然寅月是正月，但是它把岁首放到了十月（亥月），据说这是《颛顼历》，上文已经指出，汉初也延续了该历法。因为我们国家的“月”是以月相的“朔望”变化为基础的， “太初改历”确定“子月”是包含冬至的那个“朔望月”。同时，“太初改历”确定“建寅为正”的原则，从此以后，除了短暂的王莽新朝和武则天的“周朝”曾经“改建”，这个原则一直延续至今，这就是我们今天“正月”的由来。

3. 提出了利用“中气”设置闰月的方法。

若想把地球公转的“年”和和月相“朔望”的“月”协调起来，就必须进行“闰月”，在“太初改历”以前，“闰月”的方法是比较混乱，通常放到一年的年末，这与干支的“月”就会有较大误差，加之天文观测知识有限，“闰月”的设置随意而不合理，曾经出现过一年有两个“闰月”的方法。“太初改历”提出了将“闰月”与二十四节气关联的方法，把二十四节气分为十二中气、十二节气，从冬至开始，单数为“中气”，双数为“节气”。如果一个月中没有“中气”就是“闰月”。这个原则也沿用至今。

除了上述3点，与历法相关的“年号”也是从汉武帝开始，这种纪年方法一直延续到皇权的结束。“太初”本身就是一个年号。汉武帝还在未央宫设置了钟用于报数，报的应该是“刻”。我国古代对一日的时间划分一般是“十二时辰”和“百刻制”并行，把一天分为一百刻，用漏壶计时的方法要早于“太初改历”，这个应该主要用于皇宫等重要机构，说明从古代开始，领导的时间就需要更精确一些。“十二时辰”和“百刻制”不容易换算，说明这两个计时是关联性比较低，但应该还是有些联系的，因此南北朝时期的梁朝曾经改为96刻，又改为108刻，不过到陈朝又改回100刻，到了明清时期，随着西洋钟表的引入，为了统一，最终改成了96刻，这就是我们现在一刻钟的由来。