鄭州所在的周圍地區(qū)，從古至今一直被稱為中州、中原，嵩山稱為中岳，都與古代“天圓地方”的觀念尤其是西周時(shí)期周公定登封陽城為“天下之中”有著直接關(guān)系，是中國古代天文觀的直接體現(xiàn)。
大約在3000多年前的西周時(shí)期，我國的天文觀測已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平。周公旦在位于中原地區(qū)的登封陽城設(shè)立天文觀測地點(diǎn)，立土圭、測日影，確定了這里是“大地之中”。唐開元十一年(公元723年)，由天文官南宮說在這里刻立紀(jì)念石表一座，規(guī)制上與《周禮》所載土圭測影說相近，表南面刻“周公測景(影)臺”五字。
周公經(jīng)過日復(fù)一日的測影，把每天測量的影長數(shù)量記錄下來，根據(jù)每天中午日影的變化，從而找出了季節(jié)的變化。周公把表影最長的那天定為“冬至”，這天中午太陽直射南回歸線，北半球的白天最短；把表影最短的那天，定為“夏至”，這天中午，太陽直射北回歸線，北半球的白天最長；把一年中日影最長的一天到下年日影最長一天的周期定為一個(gè)“回歸年”，在一年中把兩個(gè)日影長度相等，晝夜時(shí)刻相同的日子分別定為“春分”和“秋分”，然后總結(jié)出二十四個(gè)節(jié)氣，來服務(wù)于人類的生產(chǎn)活動。它反映了我國古代科學(xué)家和古代勞動人民在天文學(xué)上的卓越成就，也是我國天文發(fā)展史上的寶貴遺產(chǎn)和不可得的實(shí)物資料。
元朝初年(公元1279年前后)，元世祖忽必烈詔令著名的天文學(xué)家郭守敬、王詢等改革歷法，在全國設(shè)立了27處觀測臺，而登封告成的觀星臺則為中心觀測臺。
登封觀星臺為磚石結(jié)構(gòu)，由臺身和石圭兩部分組成，是郭守敬所創(chuàng)高表制度僅有的實(shí)物例證。郭守敬通過測量，推算出一個(gè)回歸年為365日5小時(shí)49分20秒，與現(xiàn)代測算的回歸年時(shí)間相比，僅相差26秒。他制定的《授時(shí)歷》，比現(xiàn)在通行的公歷早了300多年，體現(xiàn)了我國古代天文、歷法的最高水平。
除了測量日影的功能之外，當(dāng)年的觀星臺上可能還有觀測星象等設(shè)施。元初進(jìn)行“四海測驗(yàn)”時(shí)，在此地觀測北極星的記錄，由此可知，觀星臺當(dāng)是一座具有測影﹑觀星等多種功能的天文臺。
如今，元代的天文臺依然保存完整，巍然屹立于中岳嵩山腳下，已經(jīng)成為中國現(xiàn)存最早的古天文臺建筑，也是世界上重要的天文古跡之一。
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