本书涵盖了从史前到公元2世纪前后的天文学历史。在第一章“史前天文学部分”，本书介绍了五处史前天文学遗存，距今4000-2万年不等。当中有先民对史前星空的刻画，也有与天文相关的建筑与墓葬，反映出在这一时期人类已经具备了一定的天文知识。在本书第二章“古代早期天文学”中，作者选取古代埃及、古代美索不达米亚与古代中国的天文探索之路作为重点关注对象。三个古文明关注的天文学主题是类似的，可大致分为三部分：星象、历法、星占。本书第三章“古希腊天文学”和第四章“古代中国天文学”中，作者对古代天文学发展的中晚期成果进行了重点介绍。两者分别是东西方天文学传统的代表，其中古希腊天文学的一大特点是从理性出发构建了一幅影响深远的宇宙图景；而古代中国天文学也有着别具一格的范式。
序言：唯独属于你的星空001
自序：西北望能望到天狼星吗？005
1史前天文学：人类和宇宙的初次邂逅001
巨石阵：可能是天文台的最早形态/004
纽格莱奇通道墓：冬至独有的神秘奇景/006
陶寺观象台：季节与节气的初步观测/007
濮阳西水坡龙虎蚌塑：二十八宿的起源/009
拉斯科洞窟野牛壁画：史前人类眼中的金牛座/012
2古代早期天文学：三个文明的探索与发现017
旬星：从神性到尘世/019
金字塔：通往闪烁星辰的道路/024
中星观测：观象授时/040
行星动态：特立独行的五颗“游星”/050
诗经中的日食：特殊天象记录/054
沙罗周期：日月食背后的规律/057
历法：记录时间流逝/061
星占起源：天与人的关系/067
3古希腊天文学：从诗歌到理性071
《工作与时日》：长诗中的天象与历法/076
泰勒斯与米利都学派：探寻宇宙的本源/080
从毕达哥拉斯到柏拉图：行星天文学的诞生/084
从同心球到水晶球：构建天体运动的物理基础/091
两种传统的相遇：希腊化时期的古希腊天文学/096
实用为先：罗马时期的古希腊天文学/107
《至大论》：古希腊天文学之大成/113
4古代中国天文学：别具一格的东方范式123
天有异象：夏商周的天象记录/124
奠定传统：先秦时期的天文学萌芽/131
墓葬中的帛书与漆器：秦汉之际的天文文物/140
究天人之际：司马迁与天学三志/147
从太初历到后汉四分历：两汉历法的变迁/154
论天三家：两汉时期的宇宙论概述/158
张衡：浑天说的“代言人”/165
附录171
后记177
参考文献179
