蔡发通天文、星象、河洛、地理之学，著有《天文星象》、《地理总论》、《地理发微》、《河洛发微》等书。
    《天文星象》记述宇宙的构成，昼夜更替的现象，地球自转的周期，地球公转的角度方向，黄道与赤道的交角、朔、望、弦、晦的形成等等。不但知识覆盖面大，而且其见解与先今天文、自然、地理对照，基本相同。有的数据丝毫不差。蔡发诚然是我国古代的天文学家。
一、 宇宙的构成
    关于宇宙构成的理论，至秦汉时代，主要有盖天、宣夜和浮天三种学说。盖天说主张天如斗笠，地象棋盘，日月星辰附着在天盖之上，随天盖不停的转动，东升而西没。宣夜说以为天无固定的形体，日月星辰不附于天体。浮动说认为天是漂浮在空中的。至西汉中期，有人提出浑天说，认为天的形体浑圆如弹丸，天与地的关系犹如蛋壳包着蛋黄。日月星辰随着天围绕南北两极不停的旋转。蔡发《天文星象》认为：“天至大而无所不包，其形如弹丸，朝夕运转，中有南北两极。”他把天看作一个球体，肯定这个球体是在朝夕运转着。这就超出我国古代天文学家所说的“天圆地方”“天动地静”的学说观点：比哥白尼的地动说早近400年。
二、 昼夜更替的现象
    由于地球是一个不放光也不透明的球体，所以在同一时间里，太阳只能照亮地球表面的一半，向着太阳的半球是白昼，背着太阳的半球是黑夜。由于地球不停的自转，昼夜也不断的更替。《天文星象》记述地球自转昼夜更替现象。“其运转如劲风，自左（西）旋而向右（东），（故日出东而为白昼）。当夜则自右（西）转而向左（东），日落之后从地球原来的受阳光的一面转为黑夜，故黑夜又从右转而复左。
三、 自转的周期
    地球自转一周为365度25分度，所需时间是23时56分4秒。蔡发《天文星象》记载：“一昼一夜（地球自转一周），周转三百六十五度四分之一。“蔡发在《天文星象总论》所记述的自转周期，是以一昼夜24小时来计算，同现今计算自转周期以23时56分4秒来计算，其度数相当接近。
四、 地球公转的角度方向
    地球绕太阳的运动，叫公转。地球绕太阳一年转365.25度。地球公转的方向与自转的方向相同，也是自西向东。蔡发《天文星象 太阳篇》关于地球围绕太阳公转的方向、角度也有记述：日方圆八百六十里，内有金鸟，从东出而西没。又引证汉宫仪云：“太阳山东，名曰日观，鸡一鸣叫，见日出长三丈许，东边日出扶桑，没于西，在昆仑之后。”又云：“日体径一度半，自西向东，一日行一度，一岁一周天，三百六十五度四分之一。”与现今自然地理所讲地球公转的方向相同，公转的角度相差5度15分度。黄道平面（地球公转轨道平面）同赤道平面的交角，叫黄赤交角。蔡发对黄赤交角也有所研究。且看他在《太阳篇》里的记载：“史家所谓天有黄赤二道。冬至之日，黄道出赤道外24度，去（离）北极最远。日出辰时一刻，日落申时七刻，故时寒，昼短而夜长；夏至之日，黄道出赤道内24度，去（离）北极最近，日出寅时一刻，日入戌时一刻，故时署，昼长而夜短；春分秋分，黄道与赤道相交，半出赤道外，半入赤道内，在北极之中，日出卯，日入酉，故时和而昼夜均。”这里十分具体地记载了昼夜长短的变化，认为冬至是一年内白昼最短，夏至是一年内白昼最长，春秋两季是一年内昼夜长短均匀的季节，测定黄道与赤道相交的角度为24度。笔者按：现测定黄道与赤道相交的度数23度27分，换算为现在的角度单位相比，相差百分之三度。
五、 朔、望、玄、晦
    蔡发《太阳篇》记载：“月光生于日之照，魄生于日之所不照；当日则光明，远日则光尽。”测定地球于月球一样不会发光，全靠反射光而发亮。又说：“月未望而载魄于西，即望则终魄于东，其朔则日月之交乎月与日同度，谓之朔。迩一遐三谓之弦，初八日上弦，二十三日下弦，上弦昏见，故光在西，下弦旦见，故光在东。衡分中天，谓之望，谓十五之夜。”告诉人们：在地球上看月亮，象一轮明镜，银光四射，叫望月，初八和二十三的月亮半圆，叫弦，初八的月叫上弦，二十三的月叫下弦。每月三十或初一夜，天空全部黑暗，叫朔。月亮圆缺全靠太阳光的反射，每月十五日夜，月亮全部收到太阳光的反射，故月圆发亮，每月三十或初一日夜，月亮全部受不到太阳光的反射，故月缺昏暗。每月初八、二十三日夜，月亮半圆接受太阳光的反射，故只见半圆月。其余接受太阳光反射多少而呈不同月亮的形状，有的像镰刀，有的像峨眉等等
    蔡发对天文地理进行深入的研究，除了上面所述之外，还述及水星、金星、火星、木星、土星和彗星。彗星俗称扫把星。在背向太阳的一面成一条很长的慧尾，其形状象扫帚。蔡发在《天文星象》里作了很详细的记载，这里不赘述。

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