五星运动的推算是中国古代历法一个重要的部分，现存第一部历法汉代的《三统历》（《太初历》）中就包括了推算五星运动的内容，并且确立了一个典范，后世历法皆因循了《三统历》确立的描述推算行星运动的样式，不断改进。自汉代“太初改历”至隋代《皇极历》的制定这600多年之间，天文仪器和观测技术逐渐改进，行星天象的观测记录大量累积，最终导致6世纪时南北朝的张子信发现了太阳运动和五星运动的不均匀性。这些技术改进和理论发现被运用到五星运动的推算之中，使得历法构造的行星运动计算模型愈加精密。本文以火星运动为例，探讨从《三统历》到《皇极历》对火星运动的推算，探讨其观测、理论和推算方法之间的关系。　　首先，火星运动推算是一个逐步精致化的过程。与古希腊采用几何模型的方法不同，中国古代采取相当于分段函数的数值方法推算火星运动。其描述会合运动过程的基本方式是把火星的会合运动分成若干段，并给出各段的视运动速度。精致化的过程表现为:增加会合周期中所划分的段数，调整调整每一段的起始点时间及视速度大小，引入“合”的概念，增加或删去一些常数项使形式上更加统一以方便计算等。　　其次，本文探讨了历法构造的推算模型与观测之间的关系。历法中有关火星会合运动周期的常数是根据什么样的观测数据？何时观测，精度如何？通过对《三统历》的分析，发现用于构造《三统历》火星运动的数据最可能是在公元前100年左右观测，正是太初改历前后的观测数据。行星会合运动周期中的“留”是指认为行星停止不动的阶段，这个段的天数恰恰反映了观测的精度。火星在“留”期间位置实际上有约0.2°的变化，这只能说明当时观测的精度在这个水平。　　最后，分析了《皇极历》火星运动推算和行星运动不均匀性是如何体现在历法中的。《皇极历》中给出了更加精致化的火星运动，本文通过分析了《皇极历》会合周期表发现:会合周期表动态变化而不再是固定不变的、起始速度随着晨始见时间在一年中不同时间而变化，以及行星运动不均匀性改正算法第一次被引入。本文还比较前人了对起始速度术文的不同解读，并给出了自己的解释，改进了前人关于行星运动不均匀性的算法。