司马光的正统论体现在理论与实践两方面：理论即《资治通鉴》卷69魏黄初二年“臣光曰”、《传家集》卷61《答郭长官纯书》和《资治通鉴释例》，是其正统论的核心，实践则蕴含于《通鉴》编纂之中。现将此三文摘引并分析如下：
……秦焚书坑儒，汉兴，学者始推五德生、胜，以秦为闰位，在木火之间，霸而不王，于是正闰之论兴矣。及汉室颠覆，三国鼎跱。晋氏失驭，五胡云扰。宋、魏以降，南北分治，各有国史，互相排黜，南谓北为索虏，北谓南为岛夷。朱氏代唐，四方幅裂，朱邪入汴，比之穷、新，运历年纪，皆弃而不数，此皆私己之偏辞，非大公之通论也。
指明这些正统理论偏袒本朝，不足为据。
臣愚诚不足以识前代之正闰，窃以为苟不能使九州合为一统，皆有天子之名，而无其实者也。虽华夷仁暴，大小强弱，或时不同，要皆与古之列国无异，岂得独尊奖一国谓之正统，而其馀皆为僭伪哉！若以自上相授受者为正邪，则陈氏何所授？拓跋氏何所受？若以居中夏者为正邪，则刘、石、慕容、苻、姚、赫连所得之土，皆五帝、三王之旧都也。若有以道德者为正邪，则蕞尔之国，必有令主，三代之季，岂无僻王！
主张只有大一统王朝才是正统，平等看待不能统一的政权，驳斥一些旧有的正统观念。
是以正闰之论，自古及今，未有能通其义，确然使人不可移夺者也。臣今所述，止欲叙国家之兴衰，著生民之休戚，使观者自择其善恶得失，以为劝戒，非若《春秋》立褒贬之法，拔乱世反诸正也。正闰之际，非所敢知，但据其功业之实而言之。周、秦、汉、晋、隋、唐，皆尝混壹九州，传祚于后，子孙虽微弱播迁，犹承祖宗之业，有绍复之望，四方与之争衡者，皆其故臣也，故全用天子之制以临之。其馀地丑德齐，莫能相壹，名号不异，本非君臣者，皆以列国之制处之，彼此钧敌，无所抑扬，庶几不诬事实，近于至公。然天下离析之际，不可无岁、时、月、日以识事之先后。据汉传于魏而晋受之，晋传于宋以至于陈而隋取之，唐传于梁以至于周而大宋承之，故不得不取魏、宋、齐、梁、陈、后梁、后唐、后晋、后汉、后周年号，以纪诸国之事，非尊此而卑彼，有正闰之辨也。昭烈之汉，虽云中山靖王之后，而族属疏远，不能纪其世数名位，亦犹宋高祖称楚元王后，南唐烈祖称吴王恪后，是非难辨，故不敢以光武及晋元帝为比，使得绍汉氏之遗统也。[声明《资治通鉴》不宣扬正统，不根据正统思想进行褒贬。凡是大一统政权均视为正统；平等对待同时并存的各个政权。以某国年号纪年实乃“不得不”为，与“正统”毫无关系。世系伪托假冒或难以确定者，不能继承前代正统。
……光学疏识浅，于正闰之际，尤所未达，故于所修《通鉴》，叙前世帝王，但以授受相承，借其年以记事尔，亦非有所取舍抑扬也……
《资治通鉴》回避正统论，用某一王朝年号纪年仅为“借年记事”。
夫正闰之论，诚为难晓，近世欧阳公作《正统论》七篇以断之，自谓无以易矣。有章表民者，作《明统论》三篇以难之。则欧阳公之论，似或有所未尽也。欧阳公谓正统不必常相继，有时而绝，斯则善矣。然谓秦得天下，无异禹、汤。又谓始皇如桀、纣不废夏商之统，又以魏居汉、晋之间，推其本末进而正之。此则有以来章子之疑矣。章子补欧阳公思虑之所未至，谓秦、晋、隋不得与二帝三王并为正统，魏不能兼天下，当为无统，斯则善矣。然五代亦不能兼天下与魏同，乃独不绝而进之，使与秦、晋、隋皆为霸统亦误矣。足下离之，更为异等，斯又善矣。
部分肯定欧阳修、章表民、郭纯的观点；主张正统有时而绝；秦、晋、隋非正统；曹魏与五代不能实现大一统，亦非正统。
然则正闰之论，虽为难知，经三君子尽心以求之，愈讲而愈精，庶几或可以臻其极乎。是以古之人贵于切切偲偲，良有以也。如光者蠢愚冥顽，安足以窥三君子之藩篱，而敢措一辞于正闰之间？……
对正统论表示肯定
夫统者，合于一之谓也。今自余以下，皆谓之统，亦恐名之未正也。又蜀先主自言中山靖王之后，而不能举其世系……且余者岂非谓承正统之余也。今刘知远谓之闰、而刘崇谓之余，可乎？
不能证明世系者不能承统；只有正统王朝的后裔才是“余”。
又凡不能壹天下者，或在中国，或在方隅，所处虽不同，要之不得为真天子。今以曹魏、刘石二赵、姚苻两秦、元魏、高齐、宇文周、朱梁、石晋、刘汉、郭周为闰，孙吴、刘宋、二萧齐梁、陈、慕容燕、赫连夏为偏，李蜀、吕李秃发沮渠西凉、乞伏秦、冯燕、杨吴、王孟两蜀、广南汉、王闽为僭，三者如不相远，然愿更详之。彼苻氏、姚氏与慕容氏，赫连氏与拓跋氏，一据关西，一据山东，与高齐、宇文周何以异乎？……对不能实现大一统的政权一视同仁，反对强分等级。
用天子例。
周、秦、汉、晋、隋、唐，皆尝混一九州，传祚于后。子孙虽微弱播迁，四方皆其故臣，故全用天子之礼以临之。帝后称“崩”，王公称“薨”。
大一统王朝视为“天子”。
书列国例。
三国、南北、五代与诸国本非君臣，从列国之例。帝后称“殂”，王公称“卒”。秦、隋未并天下，亦依列国之例。未能实现大一统的王朝视为“列国”。
通读这三篇文献可以发现，司马光有自己的正统理论：“正”与“统”兼得方为“正统”。“正”乃道德标准。“秦、晋、隋不得与二帝三王并为正统”，因道德标准——正。“统”是功业标准——大一统。“苟不能使九州合为一统，皆有天子之名，而无其实者也”、“夫统者，合于一之谓也”，都是主张只有大一统王朝才是正统。得天下以“正”，合天下于一，方为正统，是其正统论的核心要义。此外，正统“有时而绝”，分裂即为“无统”，对所有不能统一的王朝视之如一，也是其正统论的重要组成部分。“光学疏识浅，于正闰之际，尤所未达”、“如光者蠢愚冥顽，安足以窥三君子之藩篱，而敢措一辞于正闰之间”，只是谦辞。“苟不能使九州合为一统，皆有天子之名，而无其实者也。虽华夷仁暴，大小强弱，或时不同，要皆与古之列国无异，岂得独尊奖一国谓之正统，而其馀皆为僭伪哉”和“其馀地丑德齐，莫能相壹，名号不异，本非君臣者，皆以列国之制处之，彼此钧敌，无所抑扬，庶几不诬事实，近于至公”是主张平等看待并存的割据政权。“切切偲偲”于“正闰之论”“良有以也”，是他对正统论的基本态度。
值得注意的是，第一篇文献所反映的正统思想与第二、三篇有所不同。在《答郭长官纯书》中，司马光明确表示秦、晋、隋“不得与二帝三王并为正统”，主张道德与功业并重。但在《通鉴》中，千余年历史只认汉、唐为正统显然不可行（《通鉴》所涉历史时期中，大一统王朝除去秦、晋、隋，只有汉、唐），司马光不得不采取折衷办法：一统天下的王朝和它们有据可查的后嗣（如东晋）均为正统，其余王朝视之如一，“无所抑扬”。这就造成了《通鉴》正统观和司马光实际所持的正统论之间的差异，或者说是历史理论和历史编纂的冲突。为此，司马光修《通鉴》时，在一定程度上“回避了正闰的论述”，因为“《通鉴》的目的是以为表现国家盛衰、人民休戚，为世人作鉴戒的，不是《春秋》那种寓意褒贬之作。”我们也可以说，《答郭长官纯书》中的正统思想，是司马光的正统“理论”，前述“臣光曰”则是《资治通鉴》编修的指导理念，二者之间存在一定的差异。正如施建雄所说：“司马光将其理论探讨与修史实践分开，以免因理论的纠缠影响修史工作的顺利展开。”