南宋诗人陆游的《时雨》诗云：“时雨及芒种，四野皆插秧。家家麦饭美，处处菱歌长。”诗中描写的是农民在芒种耕作的情形，从中可以看出二十四节气的重要性。
事实上，节气诞生于2000多年前，在劳动人民的摸索和改进下，才有了如今的模样。
农事催生节气
二十四节气的形成是一个渐进的过程。西晋哲学家杨泉在《物理论》中记载：“畴昔神农始治农功，正节气，审寒温，以为早晚之期，故立历日。”这番话说明设立节气的初衷就是为了“治农功”。节气以一年为基础，约15天为一节气，划分的24个不同的节气。
春秋时期，五经之一的《尚书》有尧帝命人“四仲中量”的典故，确立夏至、冬至、春分和秋分等节气。在《管子·轻重已》中，又增加了“春始”、“夏始”、“秋始”和“冬始”等节气。时至战国，《吕氏春秋》将节气增加到22个，节气初具雏形。到了汉初，《淮南子·天文训》增补了小满和大雪两个节气，形成了完整的节气系统。
西汉著作《周髀算经》有8节专门介绍了二十四节气，探讨四季更替造成的物候变化，总结感观认知的理性次序，通过二十四节气和农业生产的结合，指导农民适时生产。二十四节气的出炉，是古代农业社会征服自然的有益尝试。
从各个节气来看，也能窥探它对自然变化和农业生产的解读。四立说明四季的到来，春分和秋分代表昼夜平分，夏至和冬至表明寒暑高峰的到来。谷雨意味着雨水充足，利于谷物生长。小满是说夏熟作物颗粒开始饱满。陆游诗中的芒种象征着繁忙的夏收夏种时节。二十四节气成形于农事活动，又反哺于农事活动，两者相辅相成，和谐共生。
天文制约节气
在内因的酝酿之外，二十四节气还有外因的操纵。众所周知，地球的自转，产生了白天和黑夜，而它围绕太阳的公转，需要365日5时48分46秒。由于地球自转轴和公转轨道之间，始终存在着66°34′的夹角，如此一来造成阳光对地球各地造成直射和斜射的区别。正因如此，西周的天文达人用圭表测影的方法，测定了夏至和冬至的时间。
在古代，天文学家把太阳在一年中运行的轨道，叫作“黄道”。整个黄道分为360°，每隔15°列为一个节气，黄道被分成24个等份。举例而言，受夹角的影响，太阳在一年中，会南北移动。当它出现在黄道90°和270°时，分别是夏至和冬至，达到地球南北半球昼夜时长的极值。太阳位于黄道0°和180°时，直射赤道，昼夜相等，分别是春分和秋分。太阳到了黄道120°和255°，分别是大暑和大寒。
事实上，阳光决定了生物的生长节律，这就是物候。而节气不仅表示光照的时长，也透露出光照的强度。地球大气层的厚度约有1300公里。太阳的辐射会被空气的水蒸气、尘埃和二氧化碳等物质吸收，造成热量衰减，所以阳光的强度和大气层的厚度有关。夏至时，阳光直射北半球，光照强度相对较高，冬至时，阳光斜射北半球，被大气层吸走大量热能，光照强度相对较低。
阳光作用于地球，受陆地和海洋的影响，热能分布不均，夏季海洋比陆地凉快，冬季陆地比海洋寒冷，空气通常从冷向热流动，成为冷暖交替的主要原因之一。这样的话，一年就有了四季，节气应运而生。太阳辐射地球引起的复杂反应，使节气的孕育更有意义。
历法推行节气
完整的节气需要准确的历法才能实践。《节气歌》曰：“春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连，秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。每月两节不变更，最多相差一两天，上半年来六、廿一，下半年是八、廿三。”令人奇怪的是歌诀的后半段用的是现代的阳历，而不是传统的农历。