冬至對於古人十分重要，因此要正確地判斷冬至的時間。《周禮·地官·司徒第二》記載以土圭日影測量土地的方法。它是一根直立於地面的杆，太陽位置不同，影子長短與方向不同，可知季節變化和地區方位。夏季日影最短，冬至日影最長，能較正確地測定冬至日期。隋煬帝《冬至日乾陽殿受朝》有句“圭影正八表，道路均四方”，就說明了圭表的作用。《史記·天官書》還記載有“懸土炭”，以炭動定冬至的方法。集解引孟康解釋說，在冬至前三天，把土和炭懸掛在衡的兩邊，使其平衡，冬至日陽光至則炭重。便失去平衡。《史記·天官書》還從物候變化如鹿解角、蘭根出、泉水躍來感知陽光以判斷冬至。從科學的角度看，這些方法是不能精確判定冬至的。司馬遷也深知此點，故又說：“略以知日至，要決晷量。”即認為只是略知大概，起決定作用的是“晷量”，仍重視以日影測定方法。測冬至的方法影響到古人的生活，唐人裴度《至日登樂游園》詩有“驗炭論時政”、“晷移長日至”的詩句。