《周髀算经》在天文学方面主要阐述了以下几个理论：
盖天说：《周髀算经》中提到了“天圆如张盖，地方如棋局”和“天象盖笠，地法覆槃”两种盖天说的理论，这是中国古代关于宇宙结构的一种学说。[1]
七衡六间理论：《周髀算经》中的卷上之三，主要阐述了“七衡周而六间”的理论，这是对太阳周年视运动的描述，用以解释太阳在不同季节的高度和方位变化。[1]
勾股定理的应用：《周髀算经》在天文学上的应用包括使用勾股定理来测量太阳的高度和距离，这显示了古代中国天文学与数学的结合。[7]
天文测量方法：《周髀算经》中还包含了如何测量天体的方法，例如陈子测日法等，这些方法体现了古代中国天文学的实践性和操作性。[7]
宇宙结构论：《周髀算经》中还涉及了浑天说的宇宙结构论，这是对宇宙形状和天地关系的一种理论解释。[3]
《周髀算经》不仅是一部数学著作，也是一部天文学著作，它集中体现了古代中国在天文学和数学领域的成就和理论体系。[2]