研究太陽視運動的規律，意味著要掌握太陽在何時走到何處。渾儀雖然可以幫助天文學家直接測量太陽的去極度，卻不能直接測量入宿度，因為白天並沒有星空作背景。古人曾利用月亮反推太陽的赤經，而這隻限於幾種月相的特殊情況，而且所推測結果也不夠精密。對於其他時刻太陽的位置，往往以太陽平均每天所走的度數來推算。在四分曆中，太陽平均每天走一度。回歸年精度提高以後，平均值也隨之改變。於是，在此基礎上求得，二十四個節氣等分回歸年，每個節氣佔15.2日，稱為平氣。
早在春秋戰國以前，天文學家就知道太陽有單獨的運行軌道，稱為黃道。東漢天文學家張衡曾測出太陽運動是不等速的，但卻歸之於黃道對赤道的不均勻投影，事實上，投影只是造成太陽運動不均勻性的原因之一，因此，張衡實際上並沒有認識到太陽本身存在著有規律的遲速運動。
太陽運動的不均勻性是地球公轉不均勻性的反映。地球公轉的軌道是橢圓形的，近似於圓，太陽位於橢圓的一個焦點上，根據天體運動規律，地球在近日點附近運行得快一些，在遠日點附近則慢一些。
北齊人張子信精通天文數學，為躲避戰亂而定居海島，歷30年之久觀測太陽、月亮和行星。他最先肯定了日、月、行星的運動都存在著真正的不均勻性。
考慮了太陽運動的不均勻性以後，每個節氣所佔時間就不再相等，短到14日多，長到近16日，稱為定氣。定氣的計算方法是：首先測出太陽運動的最快位置和最慢位置，然後按實際快慢情況，編出各節氣的快慢修正值表，其修正值的絕對值以最快和最慢處為上限，平氣時刻加減修正值即是定氣時刻。
唐代一行的大衍曆，把定氣當作基準值，用不等間距二次差內插公式，算出節氣與節氣之間任意位置的修正值，以太陽平均運動加減修正值，就得到太陽真實的位置。
黃道是太陽周年視運動的軌道。黃道與赤道並不重合，它們之間有一個交角，稱作黃赤交角，太陽運行到距赤道最遠處，中國古代稱為黃赤大距。在第一節里曾談到過，中國古代的觀測儀器是赤道式裝置，而測量日月和行星的位置卻要以黃道為基本圈，所以需要把赤道度數換算成黃道度數，黃赤交角是換算過程中不可缺少的要素。
正是由於高度的重視，古人對黃赤交角的測量一直很精確。早在公元前1世紀，《周髀算經》中黃赤交角值為23°39′18″.1，與今天的理論推測值只差3′23″.9。北宋儀天曆這個數據的誤差為23″.9，還不到半個角分。而600年以後，以擅長觀測著稱於世的丹麥人第谷所測得的黃赤交角仍有2′的誤差。
現代科學研究證明，地球的形狀和密度分布不是球形對稱的，在受到來自日、月和行星的引力影響後，地球的自轉軸在空間的方向會發生變化，與自轉軸垂直的天赤道面的方向也將變化。這種變化造成的後果是：黃道赤道的交點之一春分點沿著黃道緩慢地向西移動，和春分點相差90°黃經的冬至點同樣向西移動。經過一回歸年太陽從冬至點運動到下一個冬至點時，冬至點已經相對星空背景移動了一段距離，就出現了回歸年短於恆星年的現象，兩者之差即為「歲差」。