干支原本是纪日的。
中国早期的历法是阴阳五行历，一年分为五行，每行分为阴阳两个月和一个行御，每个月三十六天，用地支纪日，一年十个月用天干纪月。
阴阳五行历之后干支原本是纪日，每行分为阴阳两个月和一个行御，发展出四时八节历，一年分四季，每季三个月，每个月三十天按照干支历法2019年是什么年，年分阴阳，阴年三百六十日，阳年置闰十日于小暑与处暑之间的月份(即三伏天)。用天干纪日，地支纪月。
四时八节历和阴阳五行历在不同部落的使用干支原本是纪日，每行分为阴阳两个月和一个行御，交流的需要，发展出来干支同步纪日。
后来，天文观测的结果发现岁星(木星)的回归周期为11.86年，即12个361天，于是规定岁星回归周期4332日为一太岁，每30°(辰次)即361天，为6轮甲子零一天，每辰次首日的干支会递进一位按照干支历法2019年是什么年，因此各辰次首日的干支成为该辰次的代表干支，派一位天神值守，即值太岁。此即岁星纪年。
大约是商周时期，原本的每隔一年置闰十天的做法，逐渐变成每两至三年置闰一个月，即黄帝调历。黄帝调历并非黄帝所作，而是各国借用古代大部落首领之名，有黄帝历、颛顼历、殷历、夏历、周历等不同版本。
汉武帝时期，黄帝调历被统一成太初历，一直行用至今。
前面说到岁星纪年，一个辰次361日，以辰次首日干支纪之。但太初历及黄帝调历，一年354日或383日，354日一年可能换不到太岁，而384一年换两次太岁(超辰)。汉代，因嫌岁星纪年太麻烦，而且又没啥用，就不再超辰，直接引用干支按顺序纪年。岁星纪年基本消失。
至于地支纪年，只不过是因为干支纪年一轮六十年，日子太久，汉代的时候没几个人能活这么久，就直接简略了。地支纪年只是干支纪年的精简。
另一方面，朝廷历法以星象为准，但不能忽略农业生产，因此古时的太阳历(阴阳五行历和四十八节历)依然发挥重要作用。尽管已采用黄帝调历，但依然依照阴阳五行历划分为30节气(每个节气12天)，或依照四时八节历划分为24节气(每个节气15天)。四时八节历两个节气和黄帝调历一个月接近，因此24节气成为主流，一直沿用至今。
至于时辰，发展过程则比较简单。原本一天分为十时，后来因社会的发展，又分成一百刻，以日晷测之。采用黄帝调历后，因置闰计算的需要，有采用16时(阳历月和阴历月相差¹⁵/₁₆天)，八卦六十四卦疑为划分一日而设。汉代后，制定太初历，朔望月比以前更准，定为29⁴³/₈₁天(杨雄还依此写了《太玄经》3方9州27部81家729赞)，两个节气仍约为15⁷/₁₆(太阳年365³⁸⁵/₁₅₃₉)天，一日十二时辰略方便一些。
汉代继承了秦代的政策，统一各种单位，一天也规范至十二时辰(辰的字义为30°)一百刻，一直沿用至清代乾隆年间。采用地支标记节气和时辰，其实就是规范化的数字序列，即用特殊序列来标记时刻()，用数字标记时间()，避免混淆。中国文化用不同的序列区分不同的概念是惯例。比如：建除十二字虽然也是十二进制纪日，但每个月都会重复中气用字一次，因此序列和地支不同，因此就采用了新的序列，而不是搞乱地支。
中国十二对节气，完全以物候现象为准。年内的星象划分按照干支历法2019年是什么年，主要是二十八宿。而巴比伦体系，则是分为黄道十二宫，比中国精度低一些。
另一方面，地支在古代也用来表示方位，因辰星(水星)轨道离太阳比较近，从地球上看，总在太阳两边30°以内，因此以30°为准划分为12个方向。子午为北南，酉卯为东西(仰首看天和俯首看地，东西方正好相反，换成大地就是酉西卯东)。先秦古书，在每个月都会指出北斗斗柄指示的方位，经常会使用地支做方位。而建星(六颗星，和南斗六星同属斗宿)和北斗斗柄(摇光)呼应，因此也用来描述各月(中气前后)星象。建星主旗辂(用现代话说就是旗舰)表示宗庙，因此经常用建表示斗柄方向。“十一月建子”指的就是“十一月(冬至前后)北斗斗柄指向子位(正北方)”，是一个很平常的星象陈述，但经常会被不少人当做地支纪月的证据。采用黄帝调历(商周)之后，就很少有人用地支来表述斗柄方向了，主要就是因为黄帝调历的月份和太阳月并不一致，容易引起误解(描述和实际所指会相差达30度)，采用二十八宿表述则更合适。
建除十二字也并非完全迷信，而是朔望月到太阳月的简单换算(太阳月比朔望月多¹⁵/₁₆天，约合一天)，因此建除十二字每个月重复中气用字。
实际上，农历每个月只有中气(农历每个非闰月月必有某个确定的中气)当日会刚好指向地支方位，因此一般不用地支纪月。史书上，仅上元二年十一月至宝应元年四月(共六个月)用了地支纪月，标记为建子月、建丑月、建寅月、建卯月、建辰月和建巳月。从太初历至今的两千多年里，其他的月份除每年正月外一律都是数字纪月。
仔细研究古文，我们会发现天干地支其实都是时间点而不是时间段。“建子”之类的词语，意思是“斗建指向某方”，很明确是即时的。
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