在兩漢時期的星象家中，首先要提出司馬遷。大家都知道司馬遷是一個偉大的史學家，而不知他也是一位對天文星象精到造詣的專家。其實只要仔細讀其《史記》的《天官書》《律書》《曆書》就可明白稱他為天文星家專家決非虛譽。象司馬遷這樣博大精深的文學大師，絕對不會自劃範圍，限制自己的知識體系和探索領域。古代的史宮本來以星曆之事為其本職之一，故精通星象之學也不足為奇。不過司馬遷能用史學家的高贍遠矚的眼光，把星象學與歷史問題結合起來以究天人之際通古今之變，這可是其他星象家和史學家皆望塵莫及的向明之處。司馬遷並末用星象學去占測具體的人事變異，而是用來總結歷史規律，這不能不說是他對星系學的創造性套用。
司馬遷繼承父親遺志遺業，完成《史記》及“推古天變”之任務，並明確表述為“通古今之變，究天人之際”，其結論表述在《天官書》中，即據春秋242年之間日食三十六、慧星三見等星象，聯繫點天子衰微、諸候力政、五伯代興及到戰國及秦漢之際的社會變亂動盪，而總結出天運三十年一小變，一百年一中變，五百年一大變，三大變為一紀，三紀而大備的“大數”，最後才認為“天人之際續備”。這是司馬遷星學之套用的最重要之範例，在整個星學歷史上占有最高地位。
此外，司馬遷又總結了戰國以來的星象學的基本原則，表述如下(亦記載於《天官書》中)：
“我仔細檢查史書的記裁，考察歷史上的事變，發現在100年之中，五星皆有逆行現象。五星在逆行時，往往變得特別明亮。日月的蝕食及其向南向北的運行，都有一定的速度和周期，這是星象學所要依據的最基本的數據。而星空中的紫宮星垣和東西南北四宮星宿及其所屬的眾多星辰，都是位置不變的，它們的大小程度和相互向的距離也是一定不變的，它們的分布排列象徵著天上五官的位置。這是星象學中作為‘經’亦即不變的依據。而水、火、金、木、土星則是上天的五位輔住，它們的出現隱伏也有一定的時間和周期，但其運行速度快慢不均。這是星象學中的‘緯’亦即經紫變動的部分。把這些固定的和變動的兩種星象結合起來，就可以預測人事的變化了。