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淮南王刘安和他的门客们在《淮南子》中系统地制定了二十四节气，把永恒而又无穷的时间理论，阐述得具有规律性、科学化，既容易掌握，又便捷实用，这可不是一件容易的事情。那么，二十四节气的研制，它的科学依据有哪些呢？根据《淮南子·天文训》和《淮南子·时则训》记载，按照北斗斗柄、月亮、太阳、二十八宿度数、十二律、十二月令等六个方面的运行规律，成为制定二十四节气的重要科学依据。
我们来看看《淮南子》是怎样研究北斗的运行规律的。北斗斗柄的运行，同太阳周年视运动、二十八宿标示的度数、十二律的度数等相配合，组成了一个古代完整、科学的历法、天象体系。
《淮南子·天文训》中记载：
两维之间九十一度十六分度之五，而斗日行一度，十五日为一节，以生二十四时之变。
斗指子，则冬至，音比黄钟。
加十五日指癸，则小寒。
加十五日指丑，则大寒。
加十五日指报德之维，则越阴在地，故曰距日冬至四十六日而立春，阳气冻解。……
“两维”四句的意思是两维之间
度，全年共
度，北斗的斗柄日行一度，十五天为一个节气，运行一周，就产生二十四个节气。
对于北斗的观测，是我国古代天文的重要内容。在2000多年前的黄淮流域，北斗七星终年在地平线上，常明不隐，引起观测者的极大兴趣，因而成为用来定时间、明季节、辨方向的理想星辰。
北斗星指的是大熊星座内排列成“斗”字形状的七颗亮星。它们的名称是天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳和摇光。北斗七星的前四颗星，即天枢、天璇、天玑、天权，组成一个斗形，又称为斗魁、魁星、璇玑。玉衡、开阳、摇光三星组成斗柄，也叫斗杓（biāo）。如果把天枢和天璇连成一线，并延长五倍，可以找到一颗亮度与它们不相上下的恒星，那就是北极星。北斗七星中，除了天权是三等星，其余六颗都是二等星。北斗七星距离北天极不远，斗柄有时朝上，有时朝下，它们的位置随时而动，但总是围绕北极星转圈子。在我国古代，发现不同季节黄昏时，北斗的斗柄指向是不同的。因此它常用作指示方向、确定季节和认识北方其他星辰的标志。
战国时期的《鹖冠子·环流》一书中，把斗柄所指的方向，与一年四季结合在一起：
斗柄东指，天下皆春；
斗柄南指，天下皆夏；
斗柄西指，天下皆秋；
斗柄北指，天下皆冬。
也就是说，斗柄所指的方向东南西北，分别对应春夏秋冬。
西汉初期的《淮南子》中的《天文训》和《时则训》，继承古代北斗观测的传统，又有所进步。《淮南子·天文训》中说：
帝张四维，运之以斗。月徙一辰，复反其所。正月指寅，十二月指丑，一岁而匝，终而复始。
这里的“月徙一辰”，就是《淮南子·时则训》中所指的十二月，分别用十二个地支来表示。比如，孟春、仲春、季春分别对应寅、卯、辰；孟夏、仲夏、季夏分别对应巳、午、未；孟秋、仲秋、季秋分别对应申、酉、戌；孟冬、仲冬、季冬分别对应亥、子、丑。这就是《淮南子》和其他文献常说的“斗建”，就是以“斗柄所指建十二月”。
《淮南子·天文训》中还说：
紫宫执斗而左旋。
紫宫，又叫紫微，就是北斗七星第一星所临近的地方。这里指北天极。也就是说，北斗斗柄围绕北天极，在周而复始地旋转。
在《淮南子·天文训》中，把北斗斗柄运行一周规定为
度，并分成四个相同的大段，即“四维”：“报德之维”“常羊之维”“背阳之维”“蹄通之维”。两维之间是
度。每段之中又分成六个小段，这样便分成二十四个小段。每个小段的交点便是一个节气。而北斗斗柄每日行进一度，运行十五日为一节，从而便定出二十四节气来。这样就与地球围绕太阳公转一周
度结合起来。
《淮南子·天文训》中用北斗确立二十四节气的观点，后来得到了西汉史学家司马迁的赞同。他在《史记·天官书》中，也是把北斗斗柄作为定方向、定四时、定时辰的标尺来认识的。
北斗斗柄的运行不但可以用来确定二十四节气，我国古代在航海中还用它来指示方向。我国内陆江河湖泊众多，海岸线很长，古代人民很重视航海技术，能够在浩瀚无边的大海中游弋，辨明方向是极其重要的。随着航海事业的发展，一门新的科学应运而生，这就是航海天文学。《淮南子·齐俗训》中记载：
夫乘舟而惑者，不知东西，见斗、极则寤矣。
意思是说，乘着帆船在海洋中航行，是分不清东南西北的，只要观测北斗斗柄和北极星的位置便清楚了。这个宝贵的经验总结，对于古代航海事业，无疑是有重大贡献的。西汉时期，我国的海船就到达了印度洋上的南亚地区。今天，《淮南子》中关于北斗、北极星导航的记载，已经应用在我国高科技成果中，由中国自行研制的北斗卫星导航系统，可在全球范围内提供高精度、可靠定位、导航、授时服务。
二十四节气的制定，还有一个科学依据是月亮运行规律。
二十四节气，与月亮的运行密切相关。月亮的运行是阴历。设置闰年，就是根据二十四节气中的“冬至”而设立的。这样，根据太阳和月亮的运行规律，阴阳合历就制定出来了，并沿用至今。
《淮南子·天文训》计算了日、月、年不同时间月亮运行的度数。《天文训》中记载：
月日行十三度七十六分度之二十六，二十九日九百四十分日之四百九十九而为月，而以十二月为岁。岁有余十日九百四十分日之八百二十七，故十九岁而七闰。
意思是，月亮每天行进
度，也就是说，月亮每天行进13度多。一个月的时间是29天多，即
日，而为一个月。把十二个月作为一岁，也就是一年，每年还相差
日。那么，每年还差10.88天，不够
日，怎么办呢？因此，十九年中就有七次闰年。
比如，2012年闰四月，2014年闰九月，2017年闰六月，2020年闰几月呢？根据《淮南子·天文训》中记载的月亮运行规律，是可以推算出来的，2020年应该闰四月。
二十四节气制定的重要依据之一，就是太阳的运行规律。
《淮南子·天文训》中运用太阳的周年视运动，也就是地球在黄道（指地球绕太阳公转的轨道）上的位置变化，来划分二十四节气。主要有两种方法：
第一种方法是用圭表来进行测量。
圭表，是中国古代观测天象的仪器。“表”，是直立的标杆。“圭”，是平卧于子午方向的尺子。“表”置放在“圭”的南端，并和“圭”互相垂直。根据太阳的出没方位和正午高度的不同，以及周期变化的规律，按照“圭”上“表”的影子，测量、比较和标定日影的周日、周年变化，用来定方向、测时间、求出周年常数、划分季节和制定历法。
《淮南子·天文训》记载说：
日冬至，八尺之修，日中而景丈三尺。
日夏至，八尺之景，修径尺五寸。
这里记载的是测量冬至和夏至的方法：冬至的时候，八尺高的“表”，日影长一丈三尺。夏至的时候，八尺高的“表”，日影长一尺五寸。
第二种方法是利用太阳与二十八宿的关系。
《淮南子·天文训》中说：太阳正月处于二十八宿中的营室的位置，二月处在奎、娄的位置……十一月处在牵牛的位置，十二月处在虚星的位置。
比如，“营室”，正月中，雨水。“虚星”，十二月节，冬至。
什么是二十八宿呢？我国古代人民为了能够准确掌握四季转换规律，更好地发展农业生产，精确指出日月星辰位置，经过长期观测和实践，创立了二十八宿的体系。就是东方苍龙、南方朱雀、西方白虎、北方玄武，叫作“四象”。每“象”下面，包括7颗星。
所谓二十八宿（xiù），就是把天球赤道附近的天空，划分为二十八个不等的部分。每个部分作为一宿，用一个位于当时赤道附近的星座为标志，并且用这些星座中的一个星作为距星，以便量度距离。宿，是停留、过宿的意思。因为它们环列在日、月、五星的四方，很像是星星们栖居的场所，所以称作“宿”。二十八宿除了标志日、月、五星、彗星等的运行和各恒星所在的位置外，它还可以规定一年四季，划分二十四节气，编写历书，用来指导农业生产等，作用相当大。
《淮南子·天文训》中关于二十八宿的记载，它的价值主要在两个方面：其一，完整地列出了二十八宿的星名，使二十八宿的观测和研究定型化。其二，测出了以赤道为标准的二十八宿每宿的距度，也就是沿赤道上所测得的其初点的距离。
比如，《淮南子·天文训》中说：“角宿十二度，亢宿九度，氐十五度，房五度……七星、张宿、翼宿各十八度，轸星十七度。”二十八宿各宿的距度总和为
度。立春，在“十七度”（今测是十六度）。立秋，在“翼十八度”（今测是十五度）。
《淮南子·天文训》中用十二律度数来表示二十四节气的时间变化：黄钟处在十二地支子位，它的长度数是八十一分，主管十一月之气，下生林钟。林钟的管长是五十四分，主管六月之气，上生太蔟（cù）……无射（yì）的管长四十五，主管九月之气，上生仲吕。仲吕的管长六十，主管四月之气。这样十二律的相生便结束了。
比如，“冬至”的时候，与十二律相配的是林钟，逐渐降为最低音；“夏至”的时候，与十二律配合的为黄钟，逐渐上升为最高音。
《淮南子·时则训》中记载了十二个月与北斗斗柄、二十八宿、五方、二十四节气等的相互关系。比如：
孟春之月，招摇指寅，昏参中，旦尾中。其位东方。立春之日……
仲春之月，招摇指卯，昏弧中，旦建星中。其位东方。是月也，日夜分。
“孟春之月”意思：孟春正月，北斗斗柄招摇指向寅位，黄昏的时候，参（shēn）星位于南天正中，黎明时尾星位于南天正中。它的位置在东方，立春的时候……
《淮南子·时则训》记载了十二个月中节气、农事、政事、物候、星宿、天象、音律、祭祀、官员职守、方位等的不同变化，它是古代人民适应自然变化，利用自然规律为人类服务的基本准则，也是长期以来人类同大自然进行斗争的智慧结晶。