古人並不是一開始就定出全部的24個節氣，最早實際上只先定出4個節氣，就是：冬至、夏至、秋分、春分，合稱“二至”“二分”。

方法說來簡單，但也蘊藏著科學道理，這就是——看影子。更準確說，就是觀察正午太陽高度。

在北半球，冬至這天，白天最短、夜晚最長，正午日影最長，實際上是因為太Sunny最“斜”；而夏至這天正相反，白天最長、夜晚最短，正午日影最短。

冬至日影示意圖 夏至日影示意圖

《周髀算經》中說：“冬至日晷丈三尺五寸, 夏至之日晷尺六寸”，就是描述冬至和夏至時日影的不同長度。

而春分和秋分都是白天和夜晚等長，不同之處在於，春分之後，晝漸長而夜漸短，直至夏至；而秋分之後，晝漸短而夜漸長，直至冬至。春分秋分的日影長度也可以推算出來。

古人觀測日影，一開始是觀察自然物的影長，比如高山、樹木、房屋的影子的變化。

後面逐步升級為“立竿測影”，就是專門豎一個固定長度的竿子，把它的影子在地面上標示出來，用來測影長、看時間。這個專用的竿子叫做“表”，就是我們現在用來看時間的“表”字。而表的影子叫“景”。

古代有專門的官職來負責測影這項工作，而測影的竿子也不能隨便樹，有著特殊含義。我們後來說的華表，其實就是上面有圖騰的表，被視為中華的象徵。

“表”一方面可以定時辰，從日出到日落，定出一天內的時間，這個功能後面發展為日晷。

故宮太和殿前左擺放中國傳統的赤道式日晷

另一方面用來定時令，就是觀察正午日影長度的變化，用來確定冬至、夏至和春分、秋分，後面進一步細分到二十四節氣，同時還能測出迴歸年的長度。這個功能之後發展為土圭之法。

南京紫金山天文臺存放的明制圭表