早期的三角学是伴随着天文学而产生的。大家熟知，把周角分成360等份，每一份就叫做1度的角。这种做法起源于古代巴比伦人。他们为了建立历法，把圆周分成360等份，就相当于把周角分成360等份。为什么要把圆周分成360等份？有几种解释。有人认为巴比伦人最初以360天为一年，将圆周分为360等份，太阳就每天行一“等份”。另一种意见认为巴比伦人很早就知道每年有365天，所以上面的说法是不可信的。较多的数学史家认为，比较起来，下面的说法似乎更有道理。在古巴比伦时代，曾有一种很大的距离单位——巴比伦里，差不多等于现在的英里的7倍，由于巴比伦里被用来测量较长的距离，很自然，它也成为一种时间单位，即走一巴比伦里所需的时间。后来，在公元前1000年内，当巴比伦天文学达到了保存天象系统记录的阶段时，巴比伦“时间里”，就是用来测量时间长短的。因为发现一整天等于12个“时间里”，并且一整天等于天空转一周；所以，一个完整的圆周被分成12等份。但是为了方便起见，把巴比伦“时间-里”分成30等份，于是，便把一个完全的圆周分为12×3=360等份。
后来，每一等份变成了“度”。“度”是来自拉丁文，原来是“步”、“级”的意思。
三角学的最早奠基者是古希腊天文学家依巴谷。为了天文观测的需要，他作了一个和现今三角函数表相仿的“弦表”，就是在固定的圆内，不同圆心角所对弦长的表。相当于现在圆心角一半的正弦线的两倍，可惜这表没有保存下来。
托勒玫是古代天文学的集大成者。他继承、发展了前贤特别是依巴谷的成就，汇编了《天文集》。按照托勒玫的说法和用法，依巴谷采用了巴比伦的60进位制：把圆周分为360°，从而圆弧所对的圆心角就有了度量；把半径分成60等份，这样就可用半径的多少等份来表示圆心角所对的弦长，即用半径的160作为度量弦长的单位。例如60°角所对的弦长就是圆内接正六边形的一边之长，应该是60个单位，相当于现在30°角的正弦是12；90°角所对的弦长是圆内接正方形一边之长，应该是602个单位。
为了提高计算弦长的精确程度，托勒玫把半径分为60等份后，又把每一份分为60小份，每一小份再按60进位制分为更小的份，以此类推。把这些小份依次叫做“第一小份”、“第二小份”。后来“第一小份”变成了“分”（minute），“第二小份”变成了“秒”（second），这就是“分、秒”名称的来源。现在英文里minute这个字仍然有“分”和“微小”两种意义，Second这个字有“秒”和“第二”两种意义。
用表示度、分、秒，是1570年卡拉木开始的。这已在托勒玫之后1400年了。
托勒玫是在托勒玫定理的基础上，按下面方法造出弦表的。
先取以AD为直径的特殊的内接四边ABCD。设AD、AB、AC已知，则CD、BD利用勾股定理很易求出。这样，图中6个长度已知5个，故利用托勒玫定理可求出第六个长度BC，但BC=AC-AB，所以若两弧的弦是已知时，便可算出两弧之差的弦。托勒玫还指出怎样从圆的任意一给定的弦，求出相应半弧所对的弦；怎样从AB的弦和BC的弦，求出AC的弦，实质上托勒玫已经得到与下列公式
sin2x cos2x=1，
sin（x-y）=sinxcosy-cosxsiny，
cos（x y）=cosxcosy=sinxsiny，
sin2x2=12（1-cosx）
等价的关系。
托勒玫利用圆内接正五边形和正十边形的边长推导对36°弧和72°弧的弦长；从72°弧的弦和60°弧的弦，利用差角公式算出对12°弧的弦长；从12°弧的弦平分数次得出对（34）°弧的弦。因此，他能给任一已知弦所对的弧加上（或减去）（34）°弧，计算这样两段弧之和（或差）所对的弦值。这样他能算出两个相差（34）°的所有弧所对的弦值。后来，他利用不等式来推理，得出了从0°到90°每隔半度的弦表。这就是第一个三角函数表。
公元5世纪印度数学家阿利耶毗陀对三角学贡献很大，制作了一个正弦表。他依照巴比伦人和希腊人的习惯，将圆周分为360度，每度为60份，整个圆周分为21600份，再由2πy=21600，可得半径λ=3437.746（他知道圆周率π的近似值3.1416，人们推测这是从中国流传到印度的）。略去小数部分，取近似值λ=3438，依此计算第一象限内每隔3°45′的正弦长。他的方法是用勾股定理算出特殊角30°，45°，60°，90°的正弦，如sin30°=1719个单位，sin45°=2431个单位（这里把λ作为3438个单位），然后再用半角公式计算较小角度的正弦。
印度人的正弦表比希腊人的弦表有所改进，他们是计算半弦（相当于现在的正弦线）而不是全弦的长。
本来，在印度文中，半弦是猎人的弓弦的意思。后来印度的书大量译成阿拉伯文，辗转传抄，意思搞错了。12世纪时，意大利人柏拉图又将这个字译成拉丁文“sinus”，它和当初印度人弓弦的意义已相差很大。
1631年邓玉函和汤若望等人编的《大测》一书，将sinus译为“正半弦”和“前半弦”，简称为“正弦”，这是我国“正弦”这一术语的由来。
中亚细亚的著名天文家阿尔·巴坦尼在三角方面也有很大贡献，他曾著《星的科学》一书，书中有很多三角内容。
阿尔·巴坦尼树立一根杆子在地上，求日影b，以测定太阳的仰角。阴影b的拉丁译名叫做“直阴影”，而水平插在墙上的杆子投影在墙上的影叫“反阴影”。“直阴影”后来变成“余切”，“反阴影”变成正切。公元920年左右，阿尔·巴坦尼造出自0°到90°每相隔1°的余切表。
稍后，中亚细亚的另一位著名天文学家、三角学者阿布尔·威发计算了每隔10′的正切表。14世纪末叶，贴木儿帝国的兀鲁伯（贴木尔的孙子）在撒马尔罕建立一座当时世界上规模最大的天文台。他聚集了100多名学者，组织无与伦比的天文观测和数学用表的计算。他造了0到45°之间每隔1′、45°到90°之间每隔5′的正切表。
14世纪时，欧洲早期的三角学者、英国人布拉瓦丁开始将正切和余切引入三角计算中。
16世纪时，伟大的天文学家哥白尼的学生利提克斯见到当时天文观测日益精密，迫切需要推算详细的三角函数表，并花费了大量时间来推算正弦、正切及正割表。可惜，他未能在生前完成，直到1596年才由他的弟子完成，公布于世。
现代三角函数表是后来经过多次改进、演变而成的。