关于天干和地支的起源考证有很多种说法，但发明者究竟是谁?天干和地支最早出现于何时?目前尚无定论。
大约在战国末年，依据各国史官长期积累下来的材料编成的史书《世本》说:“容成作历，大挠作甲子”人皆黄帝之臣，盖自黄帝以来，始用甲子纪日，每六十日而甲子一周”。看来干支是大挠创制的，大挠“采五行之情，占斗机所建，始作甲乙以名日，谓之干;作子丑以名月，谓之枝(通“支”)，有事于天则用日，有事于地则用月，阴阳之别，故有枝干名也”。
郭沫若在《甲骨文字研究·释干支》中认为，以往人们对干支的解释，都是望文生义的臆测，事实上“十天干”纯属十进位记数法的自然发生，其中多半是殷人所创制。至于“十二地支”，起源于古巴比伦。在比较中国古代的十二时辰和古巴比伦的十二宫后，郭沫若指出中国古代的十二辰和十二地支都是从古巴比伦的黄道十二宫演变而来。对其传入中国的途径，可作大胆推测，也许商民族“本自西北远来，来时即挟有由巴比伦所传授之星历知识，入中土后而沿用之”，或许“商室本发源于东方，其星历知识乃由西来之商贾或牧民所输入”。
一些学者并不承认这种说法，他们从我国上古的夏代帝王世系和商代汤王以后所有帝王的名字中，探究出十天干中的字已被用于名号这一特有现象，反驳了“干支外来说”。比如，陈遵妫在《中国天文学史》中指出:“在四千多年前的夏代，可能已有干支产生了。”郑文光在所著《中国天文学源流》一书中认为:十天干起源于我国古代伏羲和“生十日”的神话传说，是十进位法概念在纪时中的反映，应当产生于渔猎时代的原始社会;“十二地支”则由常羲“生月十有二”的神话传说演变而来,产生于殷商之前，后逐渐演变为十二辰。
所以，郑文光推断:“十二支宜乎是夏人的创作。”杜石然等则在编著的《中国科学技术史稿》一书中主张:夏代已有十天干纪日法，商代在夏代天干纪日的基础上进一步使用干支纪法，并把十天干和十二地支配合在一起，形成六十循环的纪日法。
古人观测朔望月，发现两个朔望月共持续约59天的现象(月球绕地球一周的时间为29.5306天)。12个朔望月大体上是354天多(与一个回归年的长度相近似)，古人因此就得到了一年有12个月的概念。
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