太陽連續兩次通過冬至點所需要的時間間隔，叫回歸年，古代稱為歲實。
利用圭表，可以直接測定太陽到達冬至點的日子，因為那一天正午時的表影比一年中其他日子的都要長。但是，冬至可能發生在這一天里的任何一個時刻，而並非一定是正午，所以要想知道冬至時刻，須經過較長時間的觀測。
春秋戰國以前，天文學家已掌握365¼日的回歸年數值，寫作「三百六十五日四分日之一」。這個數值從何而來，未見明文記載。他們可能在總結了幾百年冬至日正午影長後發現的，如果第一年的冬至日正午表影最長，第二年則稍短，第三年更短，第四年差不多與第二年等長，第五年又基本上回到第一年的長度，然後把第一年冬至日到第五年冬至日之間的日數，除以四年，就會得到上述數值。這雖然是推測，但與事實不會相差太遠。
使用這一回歸年長的曆法叫做四分曆。 回歸年長度的現代測定值為365.242217日，四分曆一年可超出0.007783 日，四年則超出0.031132日，還不到45分鐘，對於2000多年前的古代來說，做到這一步已經很不容易了。
不過，四分曆在長期使用後，誤差積累就比較明顯了，常常出現曆法後天現象，即曆法預推時刻比實際天象發生時刻要晚。這就需要重測回歸年值，改換置閏法。比較歷代曆法的回歸年值，會發現總的趨勢是誤差逐漸變小，接近真實的長度。最逼近的數值為365.242190日，誤差為一0.000027日，一年僅差2.3秒，這是明末邢雲路用他的六丈高表測出的。
很值得一提的是，南宋楊忠輔測定的數據，為365.2425日，和現行公曆(即格里高利曆)完全一樣，卻比公曆早使用350年。同時，楊忠輔注意到，回歸年的長度不是一成不變的。雖然他測出的變化值比現代理論值要大，但是，現代理論值是在天文望遠鏡高度發展之後，在天體力學和高等數學的幫助下，才推算出來的。
朔和望是月亮運動軌道上的兩個位置。在朔時，月亮中心與太陽中心處於同一黃經，黃經差等於0°，這時候從地球上是看不見月亮的。在望時，月亮與太陽隔著地球遙遙相對，黃經差等於180°，這時候從地球上看月亮，其形狀是圓滿無缺的。連續兩次朔或連續兩次望之間的時間間隔，稱為一個朔望月。
四分曆中的朔望月值不是得自於觀測，而是根據19年七閏法，從回歸年長度推算出來的。中國最早的置閏周期是19年七閏，即19個回歸年等於19個陰曆年加上七個閏月。也就是說，19個回歸年等於235個朔望月。 由於四分曆的回歸年值偏大，朔望月值偏小，當提高回歸年精度時，就會減低朔望月的精度，反之亦然。直到南北朝以前，這個問題還沒有解決。19年七閏是阻礙問題解決的關鍵。北涼的趙(匪欠)〔fei廢〕修改了置閏周期，採用600年221閏，使回歸年和朔望月精度都有所提高。
本來，回歸年和朔望月就是兩個獨立的周期，沒有必要非把它們聯繫在一起。從唐代李淳風的麟德歷起，廢除了置閏周期，以無中氣之月為閏月。
當天文學家逐漸掌握了日食月食的規律以後，可以用兩次交食之間的日數除以月數而直接獲得朔望月值。兩次交食相隔的時間越長久，朔望月值就越精密。