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天文学发展的历史是悠久的。到汉代已有盖天、宣夜和浑天等学派。盖天说认为，天如盖，盖心是北极，天盖左旋，日月星辰右转。宣夜说认为天无定形，日月星辰自然浮生虚空之中，并不附着于天体之上。浑天说认为天如蛋壳，地如蛋黄，天地乘气而立，载水而行。
宣夜说后来不幸失传了，盖天、浑天两说并行，竞相争鸣，比较科学的浑天说渐占上风。同时，观测天象的仪器也不断出现，如武帝时洛下闳制造了浑天仪，宣帝时耿寿昌又造了浑天仪，和帝时崔瑗的老师贾逵更制造了黄道铜仪。
历记载制造浑象的西汉宣帝时的大司农中丞耿寿昌。他把从浑天说认识到的天球形象化地表现出来，可见浑象的大体形状应该是个大圆球，大型浑天仪模型，在球上布列了许多星辰，大圆球的旋转就表演出天象的变化。有关浑象的早记载为东汉张衡的<浑天仪图注>。张衡在前人制造浑象的基础上也制作了一架水运浑天仪(又叫“漏水转浑天仪”，)，实际上就是一个浑象。
三国时陆绩、王蕃，南北朝时钱乐三，唐代一行、梁令瓒，元代郭守敬等都曾制造过浑象，而且都同水力和机械联系在一起，以取得与天球的周日转动同步的效果。
从<浑天仪图注>记载可以看出小浑是一个较浑天仪小些的木质圆球，在圆球上先画出一大圆为赤道，再画一个与之成24度交角的大圆为黄道，在黄赤道上均分成365又?刻度，两者的起始都在冬至点。在赤道北极及其相冲处(即南极)，各用针?一孔，作为圆球旋转轴的两端。取一长条竹篾，在其两头的中央各穿一孔，令这两孔之间的距离与圆球半个大圆弧的长度相等，将竹篾的两孔与南北两极相重合，竹篾则纵贯圆球，这时竹篾两孔间的连线必与圆球相切合，这是因为从北极到南极中心间也正好等于182又5/8度，即半个大圆弧。沿中分线把竹篾削去一半，必须使中分线正好是竹篾两端孔中心的连线。从冬至点起，令竹篾的中分线沿赤道每隔一度移动一次，每一次均读出它与黄道相交的度值，就可以得知赤道每增一度时，黄道度或少或多于一度的数值。这多少之数即为黄赤道进退数。赤道度增率大于黄道度增率时，为多，为进数;;相反，为少，为退数。这是我国古代量度黄赤道进退数具体方法的早、详尽的记载。
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