推算年、月、日的時間長度和它們之間的關係，制定時間序列的法則。由於生產和生活的需要，古代人就希望知道晝夜、月相和季節的變化規律，以及更長時間的計量方法。世界各文明古國很早就開始根據天象觀測來制定曆法。
定出年、月、日的長度，是制定曆法的主要環節。日的長度是根據太陽每天的視運動定出的；年的月數和日數以及月的日數，有的按天象定出，有的是人為定出的。因按天象確定的年和月所包括的日數不是簡單的有理數，例如按季節變化確定的年(即回回歸年)為365.24220……日，按月相變化確定的月（即朔望月）為29.53059……日，而制定的歷法又必須使年的月數和月的日數為整數。因此各國歷代制定的歷法，側重點各不相同。大體可分為三類：一類叫陽歷，其中年的日數平均約等於回歸年，月的日數和年的月數則人為規定，如公歷、儒略歷等；一類叫陰歷，其中月的日數平均約等於朔望月，年的月數則人為規定，如伊斯蘭教歷、希臘歷等；另一類叫陰陽歷，其中月的日數平均約等於朔望月，而年的日數又平均約等於回歸年，如中國現在還采用的農歷、藏歷等。
此外，確定年首、月首、節氣以及比年更長的時間單位，也是制定歷法的內容。