《步天歌》是我国最早完整记载三垣二十八宿的著作，而关于其作者，主要有两种说法，一种是唐代开元年间的王希明所撰，另一种说法是隋朝一位号丹元子的隐士所著。由于三垣二十八宿的出现经过了一个相当漫长的时间，最早的星宿可以追溯到商代的甲骨记载，而到了南北朝时期已经趋于完善。因此说隋代出现《步天歌》的可能性也是有的，但这个问题有待发现更多的证据了。

《步天歌》的基础其实就是《史记 天官书》中对天空恒星的划分，其将天空划分为五大部分，分别是中宫和东南西北宫。而中宫就是拱极星区，与三垣中的紫薇垣基本一致，而四方则分别对应了7个星宿。

在东汉天文学家张衡的《灵宪》中，已初显这种分布，"一居中央，谓之北斗。动变挺占，实司王命。四布于方，为二十八宿……紫宫为黄极之居，太微为五帝之廷。名堂之房，大角有席，天市有座。苍龙连蜷于左，白虎猛据于右，朱雀奋翼于前，灵龟圈首于后，黄神轩辕于中。"这里北斗与拱极星宿相同，而紫宫，太微，天市的名称已经出现，四象也与28宿相对应。

四象图

在《晋书 天文志》和《隋书 天文志》中，均有与之相类似的天区划分，这也说明了三垣二十八宿这种划分方式的一个逐步演化的过程。但是，《步天歌》与这些划分最明显的差别就是对三垣的划分。

所谓的垣指的就是墙，也有宫墙的含义，人们对于拱极星区的观测中发现天空中的一些星排列比较整齐，并且呈两个半圆弧的形状拱卫着北天极，就像帝王居住的宫廷禁地的围墙，因此这些星被称为垣。用紫宫垣或者紫薇垣来称呼，其包围的天区则视为最尊贵的地方。

紫微垣星图

北极五星，勾陈六星，皆在紫宫中。北极，北辰最尊者也，其纽星，天之枢也……第一星主月，太子也。第二星主日，帝王也……勾陈口中一星曰天皇大帝……大帝上九星曰华盖……华盖下五星曰五帝内坐，设叙顺帝所居也。

看这段描述，俨然是人间帝王统治在天空的再现。对于两道围墙的星区，则分别称为太微垣和天市垣，这里的星官也是非同一般。

如太微垣中"太微，天子庭也，五帝之坐也，十二诸侯府也。其外藩，九卿也。……黄帝坐在太微中，含枢纽之神也。"而在天市垣中，"帝坐一星在天市中候星西，天庭也"虽然比太微垣稍差了些，但也有宗正，宗人等统治机构的名称，另外还有各诸侯国的名称，这些也表明了天市垣同样的非同一般。

三垣二十八宿

三垣的出现并未出于天文学本身的需要，而是受到占星术的影响，这与28宿作为恒星区域的划分是有所不同的。因此，相对于《史记 天官书》中对星宿的描述，也是有着一定的发展的。

根据现有文献资料可知，《步天歌》对恒星位置的描述是最早按照三垣二十八宿这样一个体系来进行的，目前我们已经发现的版本有10个，通过对这些版本的校勘，我们得到了一个相对准确的校订版的《步天歌》。校订版的《步天歌》分为7个部分，前4部分是按照28宿的顺序叙述了相应各个星官的位置情况，而后3部分则对应了三垣。

古代星图

《步天歌》中的星宿图使用不同颜色表组星宿，是以颜色来区分该星宿的来源，其中赤色星官源自石氏，黑色星官源自甘氏，黄色星官源自巫咸氏，其余还有未注颜色的星官。这说明三垣二十八宿的体系是从三家星官脱胎而出的，但是已经逐渐摆脱了传统束缚，相互间的界限变得越来越模糊。

另外，《步天歌》还对星官的排列形状和与其他星官的相对位置进行了描述，这样更便于在天空中找到，有的还对亮度进行了说明。比如"大角一星直上明""天策，天溷与外屏，一十五星皆不明"，这些描述都有助于认星。对于一些排列和形状比较复杂的星官，描述还会更加具体。例如对翼宿的描述"二十二星太难识，上五下五横着行，中心六个恰似张，更有六星在何许，三三相连张畔附，必若不能分处所，更请向前看记取……"这个描述分别将上下和中间的各星进行描述，将22颗星分解叙述，说明对恒星的观察非常的仔细。

古代星图

《步天歌》的后三部分对三垣的叙述也是采取上，中，下的顺序，将太微垣、紫微垣、天市垣分别称为上垣、中垣、下垣，按照从东向西的次序描述。以紫微垣作为基础，太微垣在其西南，天市垣在其东南。《步天歌》中还将三垣称作上元，中元，下元，元有"为首""第一"的含义，这与三垣的尊贵地位相符，同时与垣同音。至于具体各星官的描述则与前面四部分类似。

总的来说，《步天歌》是一首通俗的认星歌词，南宋学者郑樵在《通志 天文略》中认为通过图文对照即能得到形象的概念，又能避免在流传中出现的错误，而成为认识星空的理想"自学教材"。

步天歌片段

《步天歌》的重要还在于其所应用的恒星分区体系相对比较先进，与我国古代独有的赤道天文坐标紧密结合在一起，具有一定的科学意义。按照28宿在东西方向上所占据的范围来划分星区，与赤道天文坐标系中"入某宿"的概念基本相符，而紫微垣又突出了北天极的作用，这样总体看来以北天极和天赤道为基准的特征就十分明显了。

步天歌片段

当然，三垣28宿的体系在相当大的程度上还是迎合了占星术的需求，中国古代存在一种将天空恒星的区域与地面行政区域相对应的做法，这就是所谓的"分野"。在《史记 天官书》中就有"二十八舍主十二州，斗秉兼之，所从来久矣。""角亢氐，兖州。房心，豫州。尾箕，幽州。……"28宿对应了12州。在《晋书 天文志上》中又列出了28宿与各州郡之间对应的细节，三垣区域的星官与帝王统治也进行了对应。因此，三垣28宿内的各个星官都在占星术中具有特殊的意义,可以根据不同星区的天象来显示与其对应的地面上的区域或者事物的凶吉征兆，这也正是统治者非常重视的。因此，这种划分体系也就得以延续，一直贯穿封建社会。

步天歌片段

《步天歌》中涉及的星数，根据郑樵在《通志 天文略》中的统计，石申记载的星官138，计810星，巫咸记载的星官44，计144星，干德记载的星官118，计511星，总计星官300，计1465星。而根据潘鼐在《中国恒星观测史》中的统计，除石申星官的数量有较大出入外，其他基本相符。而石氏星官中多出的17个星官可能是由其他星官拆分出来或者重复所致。

《步天歌》是在早期的三家星官基础上发展起来的，并将其完整成一个涵盖北半球及部分南半球星空的星座体系，结合占星术和诗歌的特点，成为古代人们认星的一个重要工具。在我国古代天文史上起到了非常重要的作用。