Les anciens Mayas étaient des astronomes passionnés, enregistrant et interprétant tous les aspects du ciel. Ils croyaient que la volonté et les actions des dieux pouvaient être lues dans les étoiles, la lune et les planètes, ils ont donc consacré du temps à le faire, et bon nombre de leurs bâtiments les plus importants ont été construits en pensant à l'astronomie. Le soleil, la lune et les planètes - Vénus en particulier - ont été étudiés par les Mayas.
L'apogée de l'astronomie maya était au 8ème siècle de notre ère, et les gardiens Maya ont publié des tableaux astronomiques retraçant les mouvements des corps célestes sur les murs d'une structure spéciale à Xultun, au Guatemala, au début du 9ème siècle. Les tableaux se trouvent également dans le Codex de Dresde, un livre en papier d'écorce écrit sur le 15e siècle de notre ère. Bien que le calendrier Maya soit largement basé sur l'ancien calendrier méso-américain créé au moins dès 1500 avant notre ère, les calendriers Maya ont été corrigés et maintenus par des observateurs astronomiques spécialisés. L'archéologue Prudence Rice a fait valoir que les Mayas ont même structuré leurs gouvernements en fonction en partie des exigences du suivi de l'astronomie.
Les Mayas croyaient que la Terre était le centre de toutes choses, fixe et inamovible. Les étoiles, les lunes, le soleil et les planètes étaient des dieux; leurs mouvements ont été interprétés comme des dieux voyageant entre la Terre, le monde souterrain et d'autres destinations célestes. Ces dieux étaient fortement impliqués dans les affaires humaines, et donc leurs mouvements étaient surveillés de près. De nombreux événements de la vie maya devaient coïncider avec certains moments célestes. Par exemple, une guerre peut être retardée jusqu'à ce que les dieux soient en place, ou un dirigeant ne peut monter sur le trône d'une cité-État maya que lorsqu'une certaine planète est visible dans le ciel nocturne.
Le soleil était de la plus haute importance pour les anciens Mayas. Le dieu solaire maya était Kinich Ahau. Il était l'un des dieux les plus puissants du panthéon maya, considéré comme un aspect d'Itzamna, l'un des dieux créateurs mayas. Kinich Ahau brillait dans le ciel toute la journée avant de se transformer en jaguar la nuit pour passer par Xibalba, le monde souterrain maya. Dans une histoire du livre du conseil de Quiche Maya intitulée Popol Vuh, les héros jumeaux Hunaphu et Xbalanque se transforment en soleil et en lune.
Certaines dynasties mayas prétendaient descendre du soleil. Les Mayas étaient experts dans la prédiction des phénomènes solaires tels que les éclipses, les solstices et les équinoxes, ainsi que dans la détermination du moment où le soleil atteignait son sommet.
La lune était presque aussi importante que le soleil pour les anciens Mayas. Les astronomes mayas ont analysé et prédit les mouvements de la lune avec une grande précision. Comme pour le soleil et les planètes, les dynasties mayas prétendaient souvent descendre de la lune. La mythologie maya associe généralement la lune à une jeune fille, une vieille femme et / ou un lapin.
La principale déesse lunaire maya était Ix Chel, une déesse puissante qui a lutté avec le soleil et l'a fait descendre dans les enfers chaque nuit. Même si elle était une déesse redoutable, elle était aussi la patronne de l'accouchement et de la fertilité. Ix Ch'up était une autre déesse lunaire décrite dans certains codex; elle était jeune et belle et pouvait être Ix Chel dans sa jeunesse ou sous une autre forme. Un observatoire lunaire sur l'île de Cozumel semble marquer l'occurrence de l'arrêt lunaire, le mouvement variable de la lune à travers le ciel.
Les Mayas connaissaient les planètes du système solaire - Vénus, Mars, Saturne et Jupiter - et suivaient leurs mouvements. La planète la plus importante de loin pour les Mayas était Vénus, qu'ils ont associée à la guerre. Les batailles et les guerres seraient organisées pour coïncider avec les mouvements de Vénus, et les guerriers et chefs capturés seraient également sacrifiés en fonction de la position de Vénus dans le ciel nocturne. Les Mayas ont minutieusement enregistré les mouvements de Vénus et ont déterminé que son année, par rapport à la Terre, pas au soleil, était de 584 jours, se rapprochant étroitement des 583,92 jours que la science moderne a déterminés.
Comme les planètes, les étoiles se déplacent à travers les cieux, mais contrairement aux planètes, elles restent en position les unes par rapport aux autres. Pour les Mayas, les étoiles étaient moins importantes pour leur mythe que le soleil, la lune, Vénus et d'autres planètes. Cependant, les étoiles se déplacent selon les saisons et ont été utilisées par les astronomes mayas pour prédire quand les saisons allaient et venaient, ce qui était essentiel pour la planification agricole. Par exemple, la montée des Pléiades dans le ciel nocturne se produit à peu près au même moment que les pluies arrivent dans les régions mayas d'Amérique centrale et du sud du Mexique. Les étoiles, par conséquent, étaient d'une utilisation plus pratique que de nombreux autres aspects de l'astronomie maya.
De nombreux bâtiments mayas importants, tels que des temples, des pyramides, des palais, des observatoires et des terrains de balle, ont été aménagés conformément à l'astronomie. Les temples et les pyramides, en particulier, ont été conçus de telle manière que le soleil, la lune, les étoiles et les planètes soient visibles du haut ou à travers certaines fenêtres à des moments importants de l'année. Un exemple est l'observatoire de Xochicalco, qui, bien que n'étant pas considéré comme une ville exclusivement maya, avait certainement une influence maya. L'observatoire est une chambre souterraine avec un trou dans le plafond. Le soleil brille à travers ce trou pendant la majeure partie de l'été, mais il est directement au-dessus des 15 mai et 29 juillet. Ces jours-là, le soleil éclairait directement une illustration du soleil sur le sol, et ces jours étaient considérés comme importants pour les prêtres mayas. D'autres observatoires possibles ont été identifiés sur les sites archéologiques d'Edzna et Chichen Itza.
Le calendrier maya était lié à l'astronomie. Les Mayas utilisaient essentiellement deux calendriers: le Round du calendrier et le Long Count. Le calendrier Maya Long Count était divisé en différentes unités de temps qui utilisaient le Haab, ou année solaire (365 jours), comme base. Le cycle du calendrier se composait de deux calendriers distincts; la première était l'année solaire de 365 jours, la seconde était le cycle de Tzolkin de 260 jours. Ces cycles s'alignent tous les 52 ans.