维吾尔族的天文学知识源远流长。喀喇汗王朝时期的哈斯·哈吉甫在其《福乐智慧》一书中介绍了当时的许多天文学知识，并在第五章《论七曜和黄道十二宫》中以诗歌的形式描述了七曜和黄道十二宫。作者介绍了七曜的名称、特性、位置及其出现的时间，并根据“地球中心说”列出了行星在太阳系中的排列顺序，画出了七曜星图。所谓黄道十二宫，即十二个星座，把天空中一年四季出现的可以观察到的星群分为12组。他说：“除了七曜之外，还有黄道十二宫，有的成双成对，有的孤闱独守。”明确指出了黄道十二宫在星空中相互为邻，一年中按季节出现，不断交替变换，每一个星座分别代表着不同的月份、季节。即十二宫分属春、夏、秋冬四季，每一季为三宫。他又把十二宫分属火、水、气、土四种物质。火、水、气、土不仅是构成宇宙的基本要素，而且认为生命也是四要素组合成的。他说“四要素给合，才能构成生命”。
马合木德·喀什噶里在其《突厥语词典》里也收集了许多文学的资料，如：“傍晚出现火烧云，妻儿如亲人；清晨出现火烧云，家中起哭声。”“月出晕伴生，白云浮晴空。云头堆叠起，大雨自天倾。”民间也有“月晕白，雨雪来；月晕红，天放晴”的说法。维吾尔族民间把金牛宫之七星称为“于凯尔”星座。夜行人利用这个星座定方向，如同使用罗盘。人们认为，于凯尔渐大，天气就会变化。维吾尔族谚语说：“于凯尔掠过天边，节气就属夏天。”据民间星相家的说法，于凯尔一年中有40天栖于地上，这时的天气最热，被称为伏天。40天之后，于凯尔重新升入星空，植物开始结籽。民间有“七星显，天气变；七星不坠，地温不升”的说法。维吾尔族民间还把北极星称为“铁木尔阔足克”(意为“铁桩”)，并把此星作为夜间行路或军队夜出时方向的标尺。对火星、金星、土星、水星等星体予以维吾尔族的称呼，并正确认识到这些星体运动与地球气候、季节变化的规律。
维吾尔族历史上曾使用过多种历法。最早的是回纥汗国时期使用的12兽历法。12兽名称分别为：鼠、牛、虎、兔、龙、蛇、马、羊、猴、鸡、狗、猪。每12年循环一次。据考古和文献资料，高昌回鹘王国时期使用一种叫“七曜历”的历法，即以日、月和金、木、水、火、土五大行星纪日的历法，也即以七日为一周年历法。据在高昌遗址发现的回鹘文历书断简研究，这种历法每日先用杰特语记七曜日名称，次译中国甲、乙、丙、丁等十干之音，最后以杰特语记鼠、牛、虎、兔等12兽名，又在其上的每第二日，用杰特语译出中国的木、火、土、金、水五行之名，而以红字记之。这种历法可说要杰特、中国、突厥三种历法的整合体。
据法国学者沙畹考证，七曜历于唐开元七年(719年)由摩尼教传教士传入中国，后来中国影响很大。根据乌鲁伯克留传的历书考证，高昌回鹘使用的另一种历法，一年分12个月，2—11月各月，皆以数字为次第。唯独首月和末月名称不同，首月称“aramai”，意为斋月；末月称“carsapat”，意为腊月。此与中国历法谓此二月为正月、腊月相似。每月上旬，中国历称“初”，高昌历法则如“yangy”，意为“新”，二者形式相同。因此，高昌回鹘的历书实仿中原历书。
喀喇汗王朝时期的维吾尔人使用12兽历法，人的年龄、事件发生的时间等均以12兽轮流纪年。与汉族12兽不同的是他们以鳄鱼代替龙。12兽的顺序是：鼠、牛、虎、兔、龙、蛇、马、羊、猴、鸡、狗、猪。当时也使用七曜历。
维吾尔族改信伊斯兰教后，使用回历。《西域图志》、《西域闻见录》等书均记明清时期的维吾尔族已使用回历。回历又称“希吉来历”或“伊斯兰教历”。回历纯系阴历，其纪年法是：太阴圆缺一次为1月，12个月为一年，单月30日，双月29日，不置闰月，全年354日。每30年为一周，其中有11年(约每隔二三年)的12月末添设一个闰日。故该历平均每年为354日8时48分。对于月的计算方法，不用实朔，而以看见新月时期做月首，所以它的月首日期，常在农历初二、三日以后。
