天干地支是十干與十二支合稱、稱為十天干十二地支，兩者經組合方式搭配成六十對，一週期，循環復，稱為一甲子或花甲之年。
干支紀年法紀年時一週期六十年後，所以“甲子年”或“花甲之年”來形容（60＋1虛齡）或歲數之一老人。
考古發現，商朝後期帝王帝乙時一塊甲骨上，刻有六十甲子，可能是時的日曆，説商朝時開始使用干支紀日了。考證，春秋時期魯隱公三年二月己巳（西元前720年2月22日，即農曆辛酉年屬雞）發生日食，這是中國古代使用干支紀日確切證據。而使用皇帝年號紀年漢武帝太初年號。[1]
干支古代稱乾枝，好比樹幹和樹枝[2][3]，有主幹分枝意。
干支歷作中國傳統曆法，古代中國使用，未間斷，對研究歷史有幫助，於推算歷史時間。
天干地支起始點5020年前公元前2997年[來源請求]，減去公元紀年換算後即六十甲子紀年法。
原則要求天干地支配對使用，兩兩相配，始於甲子，終於癸亥，六十一循環。即如下兩組配對且交叉使用：
太平天國時，“醜”改為“”，“卯”改為“榮”；“亥”改為“開”[4]。
《御批歷代通鑑輯覽》載記軒轅黃帝“作甲子，甲乙丙丁戊己庚辛壬癸謂幹，子醜寅卯辰巳午未申酉戌亥謂枝，枝幹相配名日，而納音。”創立干支紀年法，將十天干和十二地支組合起來，配成為六十組合，用來表示年、月、日之次序，週而復始，循環使用。
干支紀年萌芽於西漢，始行於王莽，通行於東漢後期。漢章帝元和二年（西元85年，即農曆乙酉年屬雞），朝廷下令全國推行四分曆干支紀年。可是，是類歲紀年，太歲所在位置來紀年，干支只是用以表示十二辰（黃道附一周天分為十二分）；木星（太歲）11.862年繞天一週，所以太歲86年會多走過一辰，這叫做“超辰”。顓頊歷上，西漢武帝太初元年（前104年，即農曆丙子年屬鼠）是太歲丙子，太初曆超辰法改變丁丑。漢成帝末年，劉歆編訂三統曆太初元年改變丙子，太始二年（前95年，即農曆乙酉年屬雞）從乙酉改變丙戌。而東漢歷學者沒用超辰法。所以歲紀年和干支紀年太始二年表面一樣。
干支紀年，週期第一年為“甲子”（如黃巾起事口號“歲甲子，天下大吉”），第二年為“乙丑”，依此類推，60年一週期；週期完了複使用，週而復始，循環下去。60甲子年後天干地支，如：1744、1804、1864、1924、1984、2044年同為甲子年；1745、1805、1865、1925、1985、2045年同為乙丑年，類推。這種作記法俗稱“天運歲次○○年”。
西曆新年和華夏新年或干支歷新年相差於兩個月；西曆新年後，華夏新年或干支歷新年之前，例如西曆1月2日，續用上年干支。夏曆正月初一為一年始，[5]而干支歷八字立春一年始。[6]
天干序號110表示甲到癸，地支112對應子到亥。
甲子＝1，乙丑＝2，丙寅＝3，…，癸亥＝60。設（幹，支）是六十干支第x組，則
西元3年是癸亥年，是六十干支第60組兼後一組：年≡x＋3（mod 60）
注一：第一行意義是60年循環中位置。負數並無不可，後面可任意加或減60倍數（n是整數）；但若規定頭一行正數（第160個之間），（幹－支）是負數時，括號內加12或在括號外加60（12×5＝60）。且僅當（幹－支）是負數時，［（幹－支）×5＋幹］不是160間整數。
注二：為何加3或1983：西元4年和1984年是甲子年（1），1＋3＝4，1＋1983＝1984。這兩年差額1980是60倍數。3記，1983年是於現在年份中，接近現在者。
例子1：辛亥年。辛是天干中8，亥是地支中12。6×8－5×12＝－12。1983－12＝1971，1971＋60＝2031，1971－60＝1911；計算得2031年、1971年和1911年是辛亥年。
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例子2之1：癸巳年到辛酉年隔幾年？癸＝10，巳＝6，辛＝8，酉＝10，6×（8－10）－5×（10－6）＝－32，－32＋60＝28，故隔28年。
例子2之2：反過來問，辛酉年到癸巳年隔幾年？只要將上述答案取相反數，60，使數（或説60減去上述答案），即為答案，故隔－28＋60＝32年。此運算特性符合大眾於循環事項後間距認知。
可見所有亥年60循環中都相當於［天干×6］：乙亥年：12；丁亥年：24；己亥、辛亥、癸亥：36，48，60。這是直接（第一次亥年是12），亦可從以上公式得出。
將西元后年分減3，除以10，所得餘數即為第幾幹（餘0視為第10幹）；將西元后年分減3，除以12，所得餘數即為第幾支（餘0視為第12支）。
1995－3＝1992，1992除以10餘數是2，第2幹——乙；1992除以12餘數是0，第12支——亥，故西元1995年乙亥年。
1861－3＝1858，1858除以10餘數是8，第8幹——辛；1858除以12餘數是10，第10支——酉，故西元1861年辛酉年。
尾數5應天干“丙”；155除以12得餘數11，應地支“戌”。該年丙戌年。西元前8年癸丑年；西元前2年己未年。
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史書中序數紀月[7]，干支紀月月建（月支）之外，月幹研究中國歷史時並普遍，而常用於計算八字。月建於春秋時期可見[8]。“子建月”即以日南至十一月為一年開始。可能到了唐代配上天干[9]。
此外於各帝王可能採用曆法，因此干支紀月亦見得。例如三國時期用景初歷，可能出現國家，日換月分情況；一國是初一，另一國是前一個月月末，此時月干支即。
計算八字時使用干支歷，史書、傳統曆法（包括農曆）或使用曆鬥數有所不同。傳統曆法月亮盈虧週期作為一月，[10]而八字計算二十四節氣其中十二節氣（非中氣）所在時刻（日首）分月，並賦以地支名，如大雪小寒之間子月，小寒到立春丑月[11]。因此八字計算過了當月節氣發生之時刻換月干支，可能產生月中日中換干支情況。
計算八字時使用干支歷以立春時刻為一年始，每五年一循環，每月天干該月支所在年天干決定。例如：若某年子月所在之年甲子年，該子月丙子月，緊接着其後丑月是丁丑月。
年上起月歌訣，《五虎遁月歌》：甲己年丙作初，乙庚歲戊為頭，丙辛歲首庚起，丁壬壬位順流行，若問戊癸何方法，甲寅之上推求。
干支紀日，60週期時候合2個月一週期；一週期完了複使用，週而復始，循環下去。天文計算指出干支紀日始於[13]《春秋》所記，魯隱公三年夏曆二月己巳日（周平王五十一年，西元前720年2月22日）日食[14][15]。
儒曆平年有365日，而每4年一次，西元年能4整除，閏年有366日，一年365.25日，4年1461日和一甲子60日，公倍數是29220日，合80年。這説，過了羅馬失閏後，每80年，干支紀日應的儒略曆月日日期會反覆一次循環。
格里曆平年有365日，而每4年一次，西元年份可100但非400年一次整除（非閏年，如1700、1800、1900、2100、2200、2300年平年閏年；如2000、2400年閏年），閏年有366日，一年365.2425日，所以400年146097日和一甲子60日，公倍數是2921940日，合8000年。這説，每8000年，干支紀日對應格里曆月日日期若沒有遇到能100但非400整除西元年，會反覆一次循環，但整體而言，假設未來改格里曆，每8000年，干支紀日對應格里曆月日日期會反覆一次循環。1912年（中華民國元年）2月18日，合農曆壬子年正月初一，以及1949年10月1日[16]，是“甲子日”。
若為天干“甲、乙、……、壬、癸”編上1，2，……，9，0序號；地支“子、醜、……、戌、亥”編上1，2，……，11，12序號，從已知日期計算干支紀日公式為：