明朝的钦天监不是官名，而是一个官署机构（相当于国家天文台），其职掌是观象、编历。所谓观象，就是指按规定日期，观测日月、星辰、风云、气色，如有变异，要即时报告。明朝对天象非常重视，比如出现日食、月食的天象，钦天监要先期测出报告，礼部移文内外诸司，届时京师及全国各地要进行伐鼓救日（月）的活动。祭祀和各种典礼，皆由钦天监选择时日。所谓编历，主要是指编写《大统历》、《御览月令历》、《七政躔度历》、《六壬遁甲历》、《四季天象录》等资料。

明朝在建国前设太史监，吴元年（1367）改监为院。洪武元年（1368年）改太史院为司天监，洪武三年（1370）改司天监为钦天监，洪武十四年（1381）钦天监定为正五品衙门，设令、丞各1人。洪武二十二年改监令为监正，监丞为监副，总领观象、编历之事。

钦天监下设天文科、漏刻科、回回科、历科。除了监正（正五品）和监副（正六品），还有主薄、五官正、灵台郎、保章正、挈壶正、监侯、司历、漏刻博士、司晨等若干人员，专业性比较强。根据明朝的规定：本监官不得改迁他官，子孙世业，非特旨不得升调、致仕，如有缺员，由本监逐级递补。

明朝地方设有阴阳学（有些类似天文学校，但却是一个多功能的地方性官方机构，具有阴阳学教学和管理之职，兼司钦天监之责，以及组织官方的祭祀仪式）。府级的管理人员称正术（从九品）；州级的称典术（品秩未入流）；县级的称训术（品秩未入流））。洪武十七年置，设官不给禄。民户中还有阴阳户，其正丁被称为阴阳生，基本差役为计时、报时、记录灾异祥瑞等，阴阳生另以风水、择日、占卜等为生计。