中秋节定在八月十五，因为古代农耕社会以月相变化为农事指南。农历八月十五是月圆之时，这时候秋收刚结束，百姓用圆月象征团圆和丰收。而八月十六虽然也是满月，但古代历法计算时已将节日固定在十五，形成传统习惯。

根据《史记·历书》记载，汉代定型农历时采用夏历为基础，结合殷历和周历的月相观测数据。朔望月平均27.3天，回归年365.25天，计算得出每月十五左右是望日（满月）。比如公元前104年《太初历》首次用闰月调和误差，使八月十五成为固定满月日。古代还有“十五的月亮十六圆”的俗语，但节日日期早于月相变化定型。另外《周髀算经》提到“以十月为岁首”，但汉代改用夏历后，八月十五对应秋分前后，便于农闲时庆祝。所以即使后来月相有时在十六更圆，节日仍沿袭八月十五。