古代所谓的异常天象，是指对日月食、新星和超新星、彗星、太阳黑子、行星出没与会合、流星雨、陨星、极光等现象的观测。
（1）中国古代对日食、新星及超新星的观测
早在三千多年前，中国古代就有了十分精细的天象观测记录。中国古代异常天象的观测是与星占——这一社会活动的需要紧密联系在一起的。在文献记载中，中国古代把新星和超新星的出现，一般称作“客星”。
（2）关于1054年的天关客星
宋仁宗至和元年五月己丑，在天关星附近突然出现了一颗明亮的“客星”，这颗客星出现时间之久、亮度之大是罕见的。世界各国的研究者，都以极大的兴趣转向中国古代留下的关于新星的这些记录，把它看作是中国古代天文学对现代恒星观测的一项重大贡献。
（3）彗星的观测
中国对彗星的观测历史久远，最早的记录被认为是殷虚卜辞中的3次刻辞。中国古代对于彗星的形态和名称的记录非常丰富。
（4）中国古代对太阳黑子的观测
中国古代利用太阳现象进行占卜。从汉代起，就有了关于太阳黑子记录。《淮南子天文训》说，“日中有足骏鸟”，这里足骏鸟就是指太阳黑子。这条史料对黑子出现的时间、形象、大小和位置均作了明确的记述。
（5）流星雨、陨星及极光的观测
春秋时代就有了世界上最早的可靠的流星雨记录。中国古籍上关于流星雨的记录，已经查明的有180条之多。从汉代起，中国对极光现象就有丰富的记录。