历史上的年号是从汉武帝即位后开始的。始创年号为建元（公元前140年）。此后形成制度。历代帝王遇到“天降祥瑞”或内讧外忧等大事、要事，一般都要更改年号。一个皇帝所用年号少则一个，多则十几个。如唐高宗有14个；明清皇帝大多一人一个年号，故后世即以年号作为皇帝的称呼，如永乐皇帝、雍正皇帝等。如先皇在年中去世，继位者仍使用当前年号，新年后改元。

年号制度成为之后中国绝大多数帝王所采用的纪年方式，并影响了东亚各国，延续至今。

在创造年号纪元的同时，刘彻亦着手改订历法。汉承秦制，沿用颛顼历，以十月为岁首。刘彻命邓平、唐都、落下闳等据天象实测和长期天文记录，另造新历，于太初元年（前104年）颁布，是为太初历。太初历采用夏正，以正月为岁首，采用二十四节气，首次规定以没有中气的月分为闰月，并计算出交食周期和推步五大行星位置的方法，具有划时代的意义。