在甲骨文中，已經有“至日”和“日出”這樣的詞，意思是夏天的至日，“日出”是冬天的至日。到了周朝，在《尚書》中明確記載:“太陽裏的星鳥是殷仲春；太陽永遠火花四射，為的是仲夏；夜中星辰空，有陰；晝短星高，正值隆冬。”春夏秋冬已被節氣隔開，《逸周書》有完整的二十四節氣序列，但個別名稱位置不同。
到了戰國時期，已經有二十四節氣了。不過當時的名字和今天的略有不同。如《呂氏春秋》中的“始雨”很可能是後來的“雨”，“霜降”很可能是後來的“初霜”。到了《淮南子》出版的時候，二十四節氣的名稱和順序和今天壹模壹樣，而《淮南子》是西漢時候出版的，也就是說二十四節氣在中國已經有兩千多年了。
公元前104年，鄧萍撰寫的《太初歷》正式在歷中設定了二十四節氣，並明確了二十四節氣的天文位置。古人認為二十四節氣運行的內在動力是陰陽循環，陰陽在不同節氣在世界上處於不同的位置。正如《管子·騎馬》所說:“春夏秋冬，陰陽之通也。”圍繞二十四節氣，各地形成了不同的民俗活動。