我們都知道，天圓地方是中國古人對宇宙的一種認識。長久以來，天圓地方都被人們理解為：天的形狀是圓的，地的形狀是方的或平的，這是由于古人缺乏科學知識，僅通過仰觀俯察而得出的樸素的宇宙觀，具有其歷史局限性。
事實果真如此嗎？我們的祖先真的認為天是圓形的，地是方形的嗎？
在遠古時代，先民們根據直觀感覺，看到穹隆狀的天覆蓋在方平的大地上，難免產生天圓如張蓋，地方如棋局的錯覺。但有學者指出，遲至戰國秦漢之際，我們的古人已經不是從形狀上來理解天圓地方。
據《大戴禮記·曾子天圓》記載，孔子的弟子曾參已經發現，如果真的是天為圓形，地為方形，那圓形的天是遮蓋不住方形大地的四角的；所以他根據孔子的看法，把天圓地方解釋成天道曰圓，地道曰方。
《呂氏春秋·圓道》進一步闡釋道：何以說天道之圓也？精氣一上一下，圓周復雜，無所稽留，故曰天道圓。何以說地道之方也？萬物殊類殊形，皆有分職，不能相為，故曰地道方。這是將圓理解為天體的循環運動，方則是指地上萬物特性各異，不能改變和替代。
按照《叢書集成初編·周髀算經》提要的說法，古天文有蓋天派和渾天派之分：渾天派是人從天地之外觀測天象，與現代天文的觀測角度類似；蓋天派則是人在天地之內觀測天象（站在地平線上），所以只能看地平以上的半面，此時斗笠形狀的半圓好像張開的傘蓋，所以稱為蓋天。而合并地上與地下兩個半圓球體，就是天體之整個大圓。
蓋天派之法失傳已久，所以從漢代直至元明，都是以渾天派為主。此外古天文還有宣夜一派，是以夜間站在地面上觀測日月五星等七曜活動為標準，乃古代一大天文學派，今天也已經失傳了。
有研究者指出，蓋天派天文家站在地平線上去觀測天象，看到天體是運動不息的，故曰圓；地平作為觀測天體運動的固定標準（靜止不動），故曰方。這才是天圓地方的本義。
因此，為《周髀算經》作注的東漢人趙爽也注稱：物有圓方，數有奇偶。天動為圓，其數奇；地靜為方，其數偶。此配陰陽之義，非實天地之體也。天不可窮而見，地不可盡而觀，豈能定其方圓乎？也就是說，天圓地方應理解為天動地靜，而不是指形狀。
更具體一點說，天（道）圓很可能是古人通過對太陽運動的觀測，即晝參日影得出的：古人用土圭或標竿來測日影，稱為晷景。晷景隨一年的節氣轉移而有盈縮長短，并循一定軌跡在地面移行。實測之法，以日出日入兩景的交叉點與日中之景對正，為一天之中點，將一天左右平分，稱午線。晷景在地平的軌跡，每天按弧線移行一點，以五日為一候，三候進退一尺，當一個節氣，一年七十二候，當二十四個節氣。晷景在冬至最長，可達一丈三尺五寸；夏至最短，縮至一尺六寸；春秋分平均為七尺五寸五分。
晷景長短，是太陽距地面的高卑產生的，遠地則寒，故晷景長，所以冬至最長；近地則熱，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度而形成一個圓周，這就是所謂的周天360度，實際一年移行365又1/4度。
而天（道）圓的觀念，正是由此產生的！
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