司馬遷誠欲究天人之際矣，但又舍棄從災異學入手研究，則究竟以何術究之？所究的結果又如何？其與通史的創造有何關係？此皆關係新史學的大問題所在。欲了解這些問題，下列的前提實需先做了解。
第一，陰陽五行學說以及儒倡言的政權天授說，在司馬遷當時而論，不但既是曆史的問題，也是現實的問題，第一流人物如前麵所提賈誼諸子對此皆言之鑿鑿，故他不可能不受時代的影響也。世界的形成與變化，當時認為基於某些客觀而永恒的原理以運作，則這些原理的探求，以及它們和人類的關係；或者是否確有這些原理，它們是否確與人類存著某些關係？此亦治史者所不可逃避的課題也。
第二，探究這類問題，災異學的方法論既不可能成立，則隻能從陰陽家的觀察陰陽消息最基本的方法——羲和之官的天文學入手，這是司馬遷的家學所在，亦可駕輕就熟。另外，天文層次研究之外，孟子所假定的人民行事乃天意表示的人文層次，亦不失為可試之途，且更符合史學的性質。亦即稽天與驗古、證今，仍是可行的方向也，隻是需基於懷疑、經驗、實驗之上，以做研究而已。
第三，政權與曆史文化的發展，既被視為依循天之規律不斷運作，則從人類有證可稽的曆史以來，以至司馬遷的當世，其發展應是持續的、循環的，可以用作驗證這些關係的。以前的曆史記載，不過隻述數十百年的史實而已，實不能滿足這種需要，是則勢須下大魄力，從人類曆史文化的開始作研究的起點，此為通史之所由生也。
第四，先有一些理念法則，用以套合於曆史的發展，以作玄學式的全體論解釋，實為不經不軌之途徑，司馬遷既知此弊，遂采用實證形式的個體論作出發。每一種事件製度的變化，每一個政權的興滅，每一個個人的行事，皆盡量作個體研究而解析之，將各個體研究通透，遂亦能進而了解曆史的全體。這種觀念應是支持司馬遷開創本紀、書、表、列傳此新體裁，以容納其個別研究，進而綜合此個別研究的原因。否則新史學特色所在之新體裁緣何創始，即不可得而知了。
另外，討論司馬遷這方麵的研究，又有兩個問題需加注意，此即：自班固以來即謂《史記》有十篇缺佚，僅有錄無書。據張晏列舉，此十篇中恰好缺了《禮》《樂》《兵》三篇和《日者》《龜策》二列傳，此五篇對天人之際的研究實甚重要者也。其次，近代今文經學家和疑古派，皆指責劉歆篡改《左傳》及《史記》，以為王莽篡漢的理論鋪路。[37]按今本《史記》，確有公元前1世紀以後的人竄入的成分，例如，《司馬相如列傳·太史公曰》引述揚雄語等是也。因此，引述《史記》誠麻煩之事。今論其事，先從稽天著手。
據《太史公自序》，司馬談學天官於唐都，受易於楊何，而論陰陽家雲：“夫陰陽、四時、八位、十二度、二十四節，各有教令，順之者昌，逆之者不死則亡，未必然也！故曰：‘使人拘而多畏’。夫春生、夏長、秋收、冬藏，此天道之大經也，弗順則無以為天下綱紀。故曰：‘四時之大順，不可失也’。”司馬談是讚同封禪的人，但也論陰陽家，顯然以天文（古代將氣象等地文之學亦劃入天文）、曆法之學作基本，承認自然有其運行的法則——天道之大經，但否定順昌逆死之說。天之規律和人文變化的關係，他顯然本於理性的了解。
作者對天文、曆法之學向無深究，然而讀《史記》中《曆》《天官》《封禪》三書，蓋知司馬遷有下述的觀念：其一，他認為天文有分部，各有所主，而與人間行事息息相關，甚至有必然的關係。他雖然批評許多推究天變的圖籍和解說雜碎不可法，但他自己卻也進行此方麵的推究，自戰國以降且言之鑿鑿矣。根據他的理念，人事的變化乃天文變化——天意變動之象——的反應，“未有不先形見而應隨之者”，因而史書所記天變及人事，遂可得而推考。亦即可得而推天變以考行事，考行事以推天變也。[38]
其二，他認為天文與地文是對應的，即“天則有日月，地則有陰陽；天則有五星，地則有五行”。這種關係自初民以來，即為世主“仰則觀象於天，俯則法類於地”所發現。[39]日月星辰的變化是時度——曆——的變化，陰陽五行是氣運——數——的變化，而因於曆。自“黃帝考定星曆，建立五行”以來，堯、舜、禹皆據曆數而相禪。曆時則數至，曆終則數盡。夏、商、周三代各正其曆以定朔，是為三正；“蓋三王之正若循環，窮則反本”。降至戰國，“獨有鄒衍明於五德之傳”，發明數的循環。司馬遷之意，政權轉移、曆史推展，實依曆與數的交互循環而發生者，所以“王者易姓受命（數至），必慎始初（曆始）。改正朔，易服色，推本天元，順承厥意”。[40]元者，始也，天元即天律之始。天之規律，三（正）五（德）相包而循環，此即董仲舒學說的翻版；所不同者，司馬遷將之建在天文曆法的觀察研究之上，以自然法則的形式展開，而不由災異論入手罷了。
其三，《天官書》開章即以中宮星部述起，謂“天極星（即北極星）其一明者，太一常居也”；其北鬥七星之“鬥為帝車，運於中央，臨製四鄉，分陰陽，建四時，均五行，移節度，定諸紀，皆係於鬥”。書末《太史公曰》則謂水土金木填（土）五星助天行德，為“天之五佐”，而以黑赤白蒼（青）黃五帝配之。是則五帝非最尊之帝，五星非最貴之星。據其說，五帝佐承上帝（太一）主宰分部，五星環繞天極而運行罷了。五星依某種力量——相吸或相斥——運行，此天體力學的問題，實即代表五帝佐命太一以相代——相生或相克——的天文反應。《封禪書》追究的，就是上帝與五帝，上帝與人，五帝與人及百神之間諸關係。在這裏，司馬遷剔破了神仙巫祠的虛妄，方士“采儒術以文之”的詐偽，但對上帝與人關係之建立，五帝與人關係的學說，其可能性均未置疑。
司馬遷稽天所得既然如此，因而他肯定了封禪——受命告天——的意義，認為“自古受命帝王，曷嚐不封禪？蓋有無其應而用事者矣，未有睹符瑞見，而不臻乎泰山者也”。[41]亦即表示曆史動力的根源在天意。根據其研究，漢承天命而王，這時天之規律，依三統循環則至於寅，故欲正其統則不能以秦的十月為歲首，而應與夏正同以正月為歲首。這是他參與《太初曆》製作，依唐都等天文學家之研究而推得。又依五行循環鄒衍的理論，漢之氣運為土德，色尚黃，此亦賈誼與公孫臣之說也。無論如何，司馬遷根據天文研究將漢之天曆定於寅，根據黃龍見的符瑞原理，將天數定於土，固可無疑。公元前104年，武帝據此改易，對司馬遷實有極大的鼓舞作用，故《太史公自序》一再提起。
不過，若依三統循環以推天曆，夏—殷—周—漢已是一個循環，即寅（正月）—醜（十二月）—子（十一月）—寅是也，如此則置秦之十月於何地？因而他不得不懷疑秦始皇不得封禪之說，謂秦為“無其德而用事者邪？”[42]漢依天曆以繼周，遂下開漢儒將秦排出正統而為閏的說法。然而，依五行循環，漢以土氣勝秦水，故天數為土，實不繼周之火，是則此矛盾司馬遷無法解決也。複次，五行說本之於鄒衍。鄒衍依此論帝德，首即謂黃帝以“土氣勝”，下來即禹以“木氣勝”，湯以“金氣勝”，文王以“火氣勝”。故漢以土勝，恰亦周而複始也。依此而推，夏禹之前隻有一個黃帝，其間更無堯、舜、禹之禪讓；而禹實直接黃帝之運，堯與舜皆屬於黃帝之土德歟？[43]是則司馬遷勢所不能避免窮源溯本，必須作通史的研究也。此謂稽天所得，需落實於驗古證今，否則必步鄒衍空言的後塵。
曆史文化的發展，雖說前後有因革，但實際上既有因革者即有不同，所謂“五帝不同樂，三代各異禮”是也，根據上述理論的解釋，曆史文化的改易，是由於受命的政權不同；政權不同則由於天之規律的運轉——時曆不同、運數有異之故。因此欲要探究天之運轉和印證文化的改易，其關鍵即在政權的轉移，此即曆史發展的根本所在，為了推本而記，故司馬遷在新體裁中特創“本紀”。《呂氏春秋》分為四時十二紀以記事，《集釋》卷十二《序意篇》雲：“凡十二紀者，所以紀治亂存亡也，所以知壽夭吉凶也；上揆之天，下驗之地，中審之人。若此，則是非可不可，無所遁矣。”《史記》十二本紀蓋亦本此意，所以《太史公自序》說：“王跡所與，原始察終，見盛觀衰，論考之行事，略推三代，錄秦漢，上記軒轅，下至於茲，著十二本紀。”或怪責《史記》之本紀非盡錄帝王者，蓋忽略了司馬遷此史觀之故也。至於八“書”即文化製度所在，他更聲言究此以“略協古今之變”，謂“禮樂損益，律曆改易，兵權、山川、鬼神，天人之際，承敝通變，作八書”雲雲。其旨可知。
然則何以自黃帝始？這需從若幹方麵看：首先，諸子學說多托言黃帝，陰陽家即其中之一。其次，黃帝“法天則地”“考定星曆，建立五行”，欲驗證五行說，當自黃帝始。[44]而且，先秦諸國史，淵源似乎多可溯祖於黃帝，較有征可稽。《史記》卷一《五帝本紀·太史公曰》，即對史實的可信性提出意見，不必贅言。另外，司馬遷記述自黃帝始，實蘊含了他的實證史學精神。例如，他論述社會經濟，認為“自高辛氏之前尚矣，靡得而記雲，故書道唐、虞之際，詩述殷、周之世……物盛則衰，時極而轉，一質一文，終始之變也”。[45]又謂“夫神農以前，吾不知已。至若詩、書所述虞、夏以來……俗之漸民久矣”雲雲。[46]凡此數因，故司馬遷遂雲：“卒述陶、唐以來，至於麟止，自黃帝始。”如此命辭遣句，其旨可知。
據《五帝本紀》，黃帝崛起於神農氏世衰之時。他“修德振兵，治五氣”等，開創其政權。政權的創建，一在修德征伐，為諸侯所尊；二在能治五行、推曆數、修封禪等，“有土德之瑞”，故號黃帝。表示黃帝乃順天（天意和天律）應民而起，是天意、人事一致的情況下創建。“自黃帝至舜禹皆同姓，而異其國號，以章明德。”是則顓頊、嚳、堯、舜、禹，皆同出一家族，前三帝相繼，後三帝相禪而已。堯、舜、禹禪讓說大體本於孟子，皆有薦天受命之說。不過，據司馬遷之意，五帝同姓，雖薦天受命，國號改易，但他們繼承黃帝土德之數未嚐有改，即《太史公自序·五帝本紀子序》所謂“維昔黃帝，法天則地，四聖遵序，各成法度”是也。因此，夏、殷、周、秦本紀，即依鄒衍五行說以推，不必說明其政權以何德而王。
需要注意的是，司馬遷取五行說，主要在用以解釋政權的屬性和文化製度的形態。他並非事先已推知運期，以解釋政權的興亡和久暫，對於這方麵的問題，他態度顯得甚為謹慎，所以不致流為先設的、機械的命定觀。另外，五行之轉取決於天意，天意之決定與表示，則因於人民的行事，人民的行事則視天子及其統治階層的行事而反應。是以司馬遷論述曆史的發展，不是由先知天意以解釋政權，再依據政權的施行以解釋人民的活動；而是相反的，他據統治者的行事以了解其對人民所造成的影響，然後再由人民承此影響所產生的行事反應，對政權的興亡久暫（天意之決定）加以理解及說明。換句話說，他據人文化成的實際情形以論政權，從而進一步推天意。所謂“王跡所興，原始察終，見盛觀衰，論考之行事”者，當即此意。例如，他援引三統說評人文化成對政權的關係說：
夏之政忠。忠之敝，小人以野，故殷人承之以敬。敬之敝，小人以鬼，故周人承之以文。文之敝，小人以僿，故救僿莫若以忠。三王之道若循環，周而複始。周、秦之間可謂文敝矣，秦政不改，反酷刑法，豈不繆乎？故漢興，承敝易變，使人不倦，得天統矣。[47]
忠、敬、文與野、鬼、僿也者，人文化成的精神之綜合表現而已，是由於統治者及人民的行事而發生者，而政權的興亡關鍵在此。是則忠而至野、敬而至鬼、文而至僿，則政權所寄之天命亦以漸去；反之野以變敬、鬼而變文、僿而變忠，則天命即來而政權興。秦承文致之敝而不變易，反而益加推行酷法統治，故天命尋至而速去。漢則變易，使人民安居，故天命遂在。關於天命所在，司馬遷於《史記》卷十六《秦楚之際月表》頗論之：
太史公讀秦、楚之際，曰：“初作難，發於陳涉。虐戾滅秦，自項氏（羽）。撥亂誅暴，平定海內，卒踐帝祚，成於漢家。五年之間，號令三嬗，自生民以來，未始有受命若斯之亟也！
昔虞、夏之興，積善累功數十年，德洽百姓，攝行政事，考之於天，然後在位。湯、武之王，乃由契、後禝修仁行義十餘年，不期而會孟津八百諸侯，猶以為未可，其後乃放弑。秦起襄公……百有餘載，至始皇乃能並冠帶之倫。以德若彼，用力如此，蓋一統若斯之難也！
秦既稱帝……無尺土之封，墮壞名城，銷鋒鏑，鉏豪傑，維萬世之安。然王跡之興，起於閭巷，合從討伐，軼於三代；鄉秦之禁，適足以資賢者，為驅除難耳！故憤發其所為天下雄，安在無土不王？此乃傳之所謂大聖乎！？豈非天哉！非大聖孰能當此受命而帝者乎！”
是則其意蓋謂虞、夏、殷、周各長期積德，秦則長期蓄力，人民悅樂及臣服，然後始得天命。三代天命之去以漸，是由於其人文化成的精神出現流弊之故，而湯、武認為夏、殷天命尚未全去，不敢遽加放弑，待桀、紂昏亂暴虐滋甚，“自絕於天”，始敢承天而起。[48]秦得天下，承周文致的大弊而更益以刑法，使人民讎怨，是天命遽去的原因，運短祚暫即為此。項羽亦以虐戾，[49]故天命不在斯。漢除秦苛法，與民休息，“使人不倦”，故雖無土亦能受命而帝也。
由此可知，司馬遷因欲探究天意——包括意誌及規律——以研求曆史的動力和永恒的真理，遂假借實際的曆史發展入手作研究，而不從虛構空言的思辨，又因為了考察全部的天意問題，遂下大魄力以從事通史的研究。他做形上探究的途徑不是由上而下，而是由下而上，因而特重人文的總體發展，創立“書”“傳”等體例以容納其個體各別研究的成果，目的在透過此而進窺各政權實際行事的效果反應，據此考論而了解政權的興衰實際情況之下，遂得以窺見數千年政權轉移的脈絡，以驗證天意所在及其運行，創立“本紀”以究明此天人之際。因此，司馬遷所開創的通史體新史學，實由形上的玄學探求出發，亦不免帶有此類色彩。但他特重的基本層次不在此，而在人類的經驗行事，所以新史學的特色仍不失其人文的、經驗的和實證的，甚至“表”“書”“列傳”之部分，神秘的玄學色彩多被洗淨。[50]較諸鄒、董二子之虛妄，漢代許多經師的怪誕，司馬遷及其新史學顯然極為突出，如迷霧中之明燈也。《史記》雖記述曆史上不少的災異、圖讖、候緯、占卜諸事，但多為傳述當時有此現象的記載和說法，如始皇獲“亡秦者胡”、劉邦斬白蛇等，皆不能代表司馬遷信此為真，隻能表示他知道有此事而已。劉知幾論之雲：
……夫論成敗者，固當以人事為主。必推命而言，則其理悖矣。……夫推命而論興滅，委運而忘褒貶，以之垂誡，不其惑乎？自茲以後，作者著述，往往而然……可謂與子長同病者也。[51]
知幾確能指出國史毛病之然者，但未知其所以然者也。他生長於公元8世紀，災異圖讖之學已大衰，目睹武則天偽造符讖的妄詐，故申此論耶？未知他若生於司馬遷之世，是否猶有此見也？又《史記》載此類事，豈皆盡信之耶？評史而不能知人，知人而不能論世，缺乏曆史同情與想象，戛戛乎難矣哉。要之，同為探究天人之際，司馬遷卻於經、子之學外，別辟一新學而為之，著眼於古今之變，入手於論考行事、稽其因果關係之理，此乃史學所以能自具特色以成立，為中國學術發展史的關鍵也。