我们都知道，“天圆地方”是中国古人对宇宙的一种认识。长久以来，“天圆地方”都被人们理解为：天的形状是圆的，地的形状是方的或平的，这是由于古人缺乏科学知识，仅通过“仰观俯察”而得出的朴素的宇宙观，具有其历史局限性。
事实果真如此吗？我们的祖先真的认为天是圆形的，地是方形的吗？
在远古时代，先民们根据直观感觉，看到穹隆状的天覆盖在方平的大地上，难免产生“天圆如张盖，地方如棋局”的错觉。但有学者指出，迟至战国秦汉之际，我们的古人已经不是从形状上来理解“天圆地方”。
据《大戴礼记·曾子天圆》记载，孔子的弟子曾参已经发现，如果真的是天为圆形，地为方形，那圆形的天是遮盖不住方形大地的四角的；所以他根据孔子的看法，把“天圆地方”解释成“天道曰圆，地道曰方”。
《吕氏春秋·圆道》进一步阐释道：“何以说天道之圆也？精气一上一下，圆周复杂，无所稽留，故曰天道圆。何以说地道之方也？万物殊类殊形，皆有分职，不能相为，故曰地道方。”这是将“圆”理解为天体的循环运动，“方”则是指地上万物特性各异，不能改变和替代。
按照《丛书集成初编·周髀算经》“提要”的说法，古天文有盖天派和浑天派之分：浑天派是人从天地之外观测天象，与现代天文的观测角度类似；盖天派则是人在天地之内观测天象（站在地平线上），所以只能看地平以上的半面，此时斗笠形状的半圆好像张开的伞盖，所以称为盖天。而合并地上与地下两个半圆球体，就是天体之整个大圆。
盖天派之法失传已久，所以从汉代直至元明，都是以浑天派为主。此外古天文还有宣夜一派，是以夜间站在地面上观测日月五星等七曜活动为标准，乃古代一大天文学派，今天也已经失传了。
有研究者指出，盖天派天文家站在地平线上去观测天象，看到天体是运动不息的，故曰“圆”；地平作为观测天体运动的固定标准（静止不动），故曰“方”。这才是“天圆地方”的本义。
因此，为《周髀算经》作注的东汉人赵爽也注称：“物有圆方，数有奇偶。天动为圆，其数奇；地静为方，其数偶。此配阴阳之义，非实天地之体也。天不可穷而见，地不可尽而观，岂能定其方圆乎？”也就是说，“天圆地方”应理解为“天动地静”，而不是指形状。
更具体一点说，“天（道）圆”很可能是古人通过对太阳运动的观测，即“昼参日影”得出的：古人用土圭或标竿来测日影，称为“晷景”。晷景随一年的节气转移而有盈缩长短，并循一定轨迹在地面移行。实测之法，以日出日入两景的交叉点与日中之景对正，为一天之中点，将一天左右平分，称午线。晷景在地平的轨迹，每天按弧线移行一点，以五日为一候，三候进退一尺，当一个节气，一年七十二候，当二十四个节气。晷景在冬至最长，可达一丈三尺五寸；夏至最短，缩至一尺六寸；春秋分平均为七尺五寸五分。
晷景长短，是太阳距地面的高卑产生的，远地则寒，故晷景长，所以冬至最长；近地则热，故晷景短，所以夏至最短。晷景在地面每天移行1度，在地面移行360度而形成一个圆周，这就是所谓的周天360度，实际一年移行365又1/4度。
而“天（道）圆”的观念，正是由此产生的！
