郑州所在的周围地区，从古至今一直被称为中州、中原，嵩山称为中岳，都与古代“天圆地方”的观念尤其是西周时期周公定登封阳城为“天下之中”有着直接关系，是中国古代天文观的直接体现。

 大约在3000多年前的西周时期，我国的天文观测已经达到了相当高的水平。周公旦在位于中原地区的登封阳城设立天文观测地点，立土圭、测日影，确定了这里是“大地之中”。唐开元十一年(公元723年)，由天文官南宫说在这里刻立纪念石表一座，规制上与《周礼》所载土圭测影说相近，表南面刻“周公测景(影)台”五字。

　周公经过日复一日的测影，把每天测量的影长数量记录下来，根据每天中午日影的变化，从而找出了季节的变化。周公把表影最长的那天定为“冬至”，这天中午太阳直射南回归线，北半球的白天最短；把表影最短的那天，定为“夏至”，这天中午，太阳直射北回归线，北半球的白天最长；把一年中日影最长的一天到下年日影最长一天的周期定为一个“回归年”，在一年中把两个日影长度相等，昼夜时刻相同的日子分别定为“春分”和“秋分”，然后总结出二十四个节气，来服务于人类的生产活动。它反映了我国古代科学家和古代劳动人民在天文学上的卓越成就，也是我国天文发展史上的宝贵遗产和不可得的实物资料。

　元朝初年(公元1279年前后)，元世祖忽必烈诏令著名的天文学家郭守敬、王询等改革历法，在全国设立了27处观测台，而登封告成的观星台则为中心观测台。

　登封观星台为砖石结构，由台身和石圭两部分组成，是郭守敬所创高表制度仅有的实物例证。郭守敬通过测量，推算出一个回归年为365日5小时49分20秒，与现代测算的回归年时间相比，仅相差26秒。他制定的《授时历》，比现在通行的公历早了300多年，体现了我国古代天文、历法的最高水平。

　除了测量日影的功能之外，当年的观星台上可能还有观测星象等设施。元初进行“四海测验”时，在此地观测北极星的记录，由此可知，观星台当是一座具有测影﹑观星等多种功能的天文台。

　如今，元代的天文台依然保存完整，巍然屹立于中岳嵩山脚下，已经成为中国现存最早的古天文台建筑，也是世界上重要的天文古迹之一。