中国古代的天文学研究成就十分辉煌，著名科学史学者李约瑟指出：“中国人在阿拉伯以前，是全世界最坚毅，最准确的天文观测者。有很长一段时间（约在公元前5世纪到公元10世纪），几乎只有中国的记事可供利用。现代天文学在许多场合（例如对彗星，特别是对哈雷彗星重复出现的记载）都曾求助于中国的天象记事，并得到了良好的结果”。在天文学方面，中国人的经验知识和观测记载堪称世界第一。中国发展形成了不同的天文理论构思：
盖天说（天为半球形的盖子，地如倒放的碗，天地相距8万里，形成两个同心的圆盖），浑天说（认为天如鸡蛋地如蛋黄，天大地小，天的下部有水，地浮于水上），宣夜说（认为天无形质，由气积聚而成，日月星地浮在空中）。
比较而言，中国古代的天文观测，计算运用了数学，但是天文学理论的构造却没有运用数学的思维。实际上中国古代天文学理论模式，是用一个整体互补的思维方式来构成的。
古希腊的天文学的早期记载显然不如中国，但是古希腊数学宗教式的天文理论构思却充分地运用了数学的思维方式。由于从毕达哥拉斯开始，古希腊人就认为圆形，球形是世间最美好的形体构造。于是经过不同天文学家的努力，到托勒密的地心说，古希腊人的天文学是以地球为中心的多个球体的重合数学计算模式。
托勒密的地心说理论与中国天文学的浑天说，在当时都是古代民族的创造，但是其中运用的数学思维，数学方法却在以后的发展中表现出巨大的差异。16世纪中叶，哥白尼的日心说取代了地心说。日心说的创立，主要是从数学模式，数学方法出发。哥白尼自己“做出的天文观测数目极少，而且其准确性比不上他的前辈。哥白尼没有使旧天文学大为简化，他仍然接受了托勒密的本轮和均轮，而且他发现，就像以前的天文学家不能完全准确地把地球当做宇宙的中心一样，他也无法把太阳放在中心的位置。”
西方的日心说经过开普勒的努力，总结出行星的三个定律。开普勒具有充足的观测记录，但是他更崇拜数学方法的作用。“开普勒深信上帝是依照完美的数学原则创造世界的，所有根本性的数学和谐，即所谓天体的音乐，乃是行星运动的真正的可以发现的原因。”
相比之下，可以发现，西方天文学理论构造的地心说，带有与中国古代天文学理论构造相同的主观性，猜测性，但是由于数学思维及其方法在其中的运用，西方的天文学理论从地心说，日心说到开普勒行星运行规律，最后到牛顿的万有引力理论模式，形成了一个清晰的数学思维，数学方法的发展轨迹。相比而言，由于盖天说，浑天说，宣夜说等天文理论缺乏内在的数学思维，数学方法，因此它们的竞争，发展都不明显。最终也无法形成一个由逻辑构造的天文学理论模式。
通过中西天文学理论构造的比较，我们可以看到数学思维，数学方法在天文学理论发展中的重要意义。
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