조선 중기에 천문(天文) · 지리(地理) · 명과(命課) · 의학(醫學) 등의 학술을 정밀하게 운영하기 위하여 이 직책에 합당한 문관(文官)을 겸교수(兼敎授)로 삼는 새로운 제도를 만들어 시행하였다. 명과학도 기술직이 아닌 문관으로 종6품 교수를 겸임토록 하면서 명과학겸교수가 설치되었다.
1466년(세조 12) 1월에 관제를 다시 정하면서, 풍수학(風水學)은 지리학(地理學)으로 이름을 고쳐서 교수 · 훈도(訓導)를 각각 1명씩, 천문학(天文學)은 교수 · 훈도를 각각 1명씩을 두었으나, 음양학(陰陽學)에서 이름이 바뀐 명과학(命課學)에는 훈도 2명을 두었다.
이처럼 조선 초기의 명과학에는 교수가 없었으며, 이는 『경국대전』 관상감 직제에도 그대로 반영되어 천문학과 지리학은 각각 종6품의 교수(敎授) 1명과 정9품의 훈도가 1명씩 설치되었던 반면, 명과학은 교수를 두지 않고 훈도만 2명을 설치하였는데, 중종 대에 명과학에도 종6품의 겸교수 1명을 처음으로 설치한 것이다.
『속대전』 직제에 보이던 명과학겸교수가 1785년(정조 9)에 반포된 『대전통편』에서는 천문학겸교수 3명을 설치하되, 한 자리[一窠]는 그대로 천문학에 속하고, 한 자리는 천문 · 지리 · 명과의 3학(三學)을 차례대로 돌았으며, 한 자리는 금루관 및 화원이 돌아가며 소속하는 것으로 바뀌었다.
그 후 1791년(정조 15) 10월에 정조는 겸교수 한 자리는 명과학에 전속시켜 일관(日官)들을 권장하고 징계하는 방안으로 삼도록 명하였으며, 관상감에서는 3학에 대해 개정한 절목을 올렸다.
여기에서는 번갈아 돌려가며 소속시키는 방식을 없애고, 3학에 돌려가며 임명하는 겸교수 한 자리는 명과학에 전속시켜 45개월이 차면 6품으로 승진하는 자리로 삼았다. 이 규정은 그대로 법제화하여 『대전회통』에서는 명과학겸교수가 다시 복구되어 있다. 이 명과학겸교수는 취재를 통해 선발하는 것이 원칙이었다.