我国古代天文学有非常高的成就，自然会有浩如烟海的专著。提问中特制某一本著作，是不合理的。
就我一名理科生浅薄的见解，至少有以下几类：
《二十四史》对天文志，五行志，律历志等等。当然，名字可能会略有不同，比如大名鼎鼎的《史记》的天文志就叫做《天官书》。
天文历法专著，古代历法精度有限，一般用上十几二十年就要重修。比较有名的往往是在历算中有所突破的精品，比如《三统历》、《乾象历》、《皇极历》、《大衍历》等等。
天文星占著作，最有名的是两部，《甘石星经》和《开元星占》，诚然其中很多占卜的内容今天不值得提倡，不过其中对于星表的记录，五行的运动规律这些资料是弥足珍贵的。
天文仪器的使用注释，比如汉代的《浑天仪注》，宋代的《新仪象法要》，清代的《灵台仪象志》都是比较有名的。
科学专著，比如沈括的《梦溪笔谈》就有不少涉及天文学或者天文仪器的内容。
类书，类似于《永乐大典》、《四库全书》之类的官修大类书不可能没有天文学的内容。
感觉道教使用古代天文学的内容并不多，而且感觉和式法啦遁甲啦杂占啦结合的比较紧密，反倒和古代正式的天学距离比较远……也可能是我看的比较少，用的比较多的比如步罡，其实也就是九宫而已，九宫和天象一直对应倒是，司马迁的《天官书》就已经这么搞，出土的式盘可以证明，可以参看严敦杰的《式盘综述》，之前研究了一下唐一行的云汉分野说，发觉他的“云汉升降理论”的框架就是九宫图加上汉代孟喜的卦气说，之前研究一行“山河两戒”的人基本没说过这一点，所以道教的天文估计也差不多，专研天文不如研究一下汉代的易学，清代惠栋写的《周易述》《易汉学》之类的觉得不错，跟道教的传统也关系较为密切。现代学者里，感觉李零关注的不少，他的《中国方术正续考》也蛮有名的，又《中国古代星占学》草草看了，觉得写得不错，可参考价值也挺高的。
比如《尚书 尧典》中有尧帝命令羲仲、羲叔、和仲、和叔到四方去，根据黄昏时的天象确定四季的时间，不过《尚书》对天文学只能算是只言片语，只是侧面提供了一些古人对天象规律观测的记录，《尚书》的编写时间一般认为在西周初年。
比如《周髀算经》，最早记录勾股定理的书，也详细介绍了中国古代最普遍使用的高表测影天文观测手段，一般认为是多人在很大的时间跨度里不断补充成书的，其中关于数学的部分应该最早，大体在西周时期，而在春秋时期已经有盖天说的大部分内容编写了进来，最终成书要到汉代。《周髀算经》详细阐述了盖天说宇宙模型，用数学工具和数理演绎逻辑解释天文现象，算是一部数学+天文学的著作。
然后是史书，史书里也有大量天象记录，诸如《国语》中伶州鸠对武王伐纣时天象的描述，还有很多金文、甲骨的记录，只不过这些通常作为历史大事发生的旁证记录或占卜，而非对天文客观规律的探索描述。
以上提到的这些书大多成文时间都在先秦，应该都可算是最早了，不过最符合天文学著作的应该是《甘石星经》（战国）和《周髀算经》（西周~汉），由于盖天说的影响力，以及数理演绎逻辑对天文学的重要性，我更倾向《周髀算经》。
因为我也对天文的热爱，所以这些来年收集了不少关于古代天文的书籍资料，估计在座的各位没有比我收集的这些天文书籍更多的
然而说到古代天文书籍不得不说 古籍阁 的天文类藏书是我见过最多最全的古代天文书籍库，有兴趣不妨看看绝对不会让你失望
这是我收集的古代天文书籍目录：
《钦定大清会典图——天文（上）》
《钦定大清会典图——天文（下）》
《隋书·律历志》
《唐月令注全一册【李林甫】》
《民历铺注解惑 (德)汤若望撰》
《玉烛宝典》
《甘石星经》
《目录树.bat
《算七政交食凌犯法 全一册》
《回回历法释例 （明）贝琳撰》
《乙巳占 （唐）李淳风撰》
《三才实义天集 （清）周于漆》
《全史日至源流 （清）许伯政》
《地球图说 (法)蒋友仁译》
《大清时宪书笺释 （清）缪之晋辑》
《大统历注 不著撰者》
《天文略 明 蔡汝楠撰》
《宣西通 （清）许桂林撰》
《恒星星座书.苏菲》
《交食通轨日食通轨月食通轨四馀通轨五星通轨 不著撰者》
《历象本要 （清）杨文言撰》
《古今推步诸术考 （清）汪曰桢》
《古周髀算经 （汉）赵君卿注》
《周天星位经纬宿度考 不著撰者》
《授时历议》
《推春秋日食法 （清）施彦士撰 》
《新编遵依司天台经纬历书 （明）陆位校》
《观象玩占》
《通雅·天文》
《嚣嚣子历镜 （清）胡袭参 方江自辑》
《四时气候集解【明】李泰》
《历算全书 （清）梅文鼎 》
《周髀算经 （汉）赵君卿》
《六经天文编 （宋）王应麟 》
《历代长术辑要 （清）汪曰桢撰》
《春秋日食辨正（清）王韬撰》
《晋书·律历志》
《步天歌（影印版）》
《《清史天文志》稿本01》
《《清史天文志》稿本02》
《三垣七政二十八宿周天精鉴 （明）章士纯撰》
《三垣列舍入宿去极集 不著撰者》
《三统术详说 （清）陈澧撰》
《周髀算经周髀算经音义 赵君卿注 (宋)李籍撰》
《七政推步 （明）贝琳》
《历学假如 （清）黄宗义 姜希辙撰》
中国古代提到天文学的典籍是：
《授时历》
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