本书涵盖了从史前到公元2世纪前后的天文学历史。在第一章“史前天文学部分”, 本书介绍了五处史前天文学遗存, 距今4000~2万年不等。当中有先民对史前星空的刻画, 也有与天文相关的建筑与墓葬, 反映出在这一时期人类已经具备了一定的天文知识。在本书第二章“古代早期天文学”中, 作者选取古代埃及、古代美索不达米亚与古代中国的天文探索之路作为重点关注对象。三个古文明关注的天文学主题是类似的, 可大致分为三部分: 星象、历法、星占。本书第三章“古希腊天文学”和第四章“古代中国天文学”中, 作者对古代天文学发展的中晚期成果进行了重点介绍。两者分别是东西方天文学传统的代表, 其中古希腊天文学的一大特点是从理性出发构建了一幅影响深远的宇宙图景; 而古代中国天文学也有着别具一格的范式。