这个成语出自宋唐庚《文录》:“唐人有诗云:'山僧不解数甲子，一叶落知天下秋。”又见于《淮南子·说山训》:“见一叶落而知岁之将暮。”
“一叶落知天下秋”这句诗，决不是诗人随意的吟咏，而是包含着对一种自然现象的科学概括。那么，为什么树木落叶便预示着“天下秋”呢?这是因为，每当秋天将至，气温便逐渐变冷，而且干燥，雨量稀少，土壤里的含水量也随着减少。这样，树木根系的吸收作用相应削弱，叶片变得枯黄，开始落叶。这不仅标志着叶子完成了它一年一度的使命，同时也是树木适应环境的一种本能。落叶可以减少水分的消耗，以保证树木能度过寒冬。
现在，引用“一叶知秋”这个成语，原意为看到一片树叶落下，便知道秋天将要来临。后多比喻从个别细微的现象测知事物的发展变化趋向和结果。