浑仪
“浑仪”，中国古代一种天文观测仪器。在古代，“浑”字有圆球之意。古人认为天是圆的，其形如蛋壳，出现在天空中的星星是镶嵌在蛋壳上的弹丸，地球是蛋黄，人们在这个蛋黄上测量日月星辰的位置。于是，人们就将这种观测天体位置的仪器叫做“浑仪”。
起初，浑仪的结构简单，只有三个圆环和一根金属轴。固定在正南北方向上的最外面的圆环，称“子午环”；固定在中间的圆环平行于地球赤道面，称“赤道环”；最里面的圆环可以绕金属轴旋转，称“赤经环”。赤经环与金属轴相交在两点，一点指向北天极，另一点则指向南天极。在赤经环面上装着一根望筒，可绕赤经环中心转动，用望筒对准天上某颗星星，然后根据赤道环和赤经环上的刻度来确定该星在天空中的位置。
后来，古人为便于观测太阳、行星和月球等天体，在浑仪内又添置了多个圆环，即为环内再套环，使浑仪成为多种用途的天文观测仪器。
简仪
简仪是中国古代一种天文观测仪器，与浑仪一样，它用于测量天体的位置。但浑仪的结构比较繁杂，观测时经常发生环与环相互阻挡视线的现象，使用极为不便。元朝天文学家郭守敬将浑仪化为两个独立的观测装置，安装在一个底座上，每个装置都很简单实用，且除北极星附近以外，能够一览无余整个天空。于是，古人称这种装置为“简仪”。
简仪的主要装置由两个互相垂直的大圆环组成，其中，一个环面平行于地球赤道面，称“赤道环”；另一个环面直立在赤道环中心的双环，能绕一根金属轴转动，称“赤经双环”。双环中间夹着一根装有十字丝装置的窥管，等同于单镜筒望远镜，能绕赤经双环的中心转动。观测时，将窥管对准待测星，然后在赤道环和赤经双环的刻度盘上直接读出该星星的位置值。有两个支架托着正南北方向的金属轴，以支撑整个观测装置，使该装置保持北高南低的形状。
这是中国首先发明的赤道装置，比欧洲人使用赤道装置早500年左右。
仰仪
仰仪是中国古代的一种天文观测仪器，由元朝天文学家郭守敬设计制造。
仰仪的主体是一只直径约3米的铜质半球面，如一口仰放的大锅，于是得名。仰仪的内部球面上，纵横交错地刻划出一些规则网格，用以量度天体的位置。在仰仪的锅口上刻有一圈水槽，用来注水校正锅口的水平，使其保持水平设置；在水槽边缘均匀刻划出24条线，以示方向。在正南方的刻线上安置有两根十字交叉的竿子，呈正南北方向，一直延伸至仰仪的中心，把一块凿有中心小孔的小方板装在竿子北端，并且小方板可绕仰仪中心旋转。
仰仪是采用直接投影方法的观测仪器，非常直观、方便。当太阳光透过中心小孔时，在仰仪的内部球面上就会投影出太阳的映像，观测者就能够从网格中直接读出太阳的位置。尤其是在日全食时，利用仰仪能清楚观看到日食的全过程，连同每一个时刻，日面亏损位置、大小都能较准确地测量出来。所以，仰仪是倍受古代天文工作者喜爱的一种天文观测仪器。
日晷
日晷又称“日规”，中国古代利用日影测时刻的一种计时仪器。通常，它由铜制的指针和石制的圆盘组成。
铜制的指针称“晷针”，它垂直穿过圆盘中心，相当于圭表中的立竿，因此，晷针又称“表”，石制的圆盘称“晷面”，安放在石台上，呈现出南高北低状，使晷面平行于天赤道面，这样，晷针的上端恰好指向北天极，下端恰好指向南天极。
在晷面的正反两面刻划出12个大格，每个大格代表2个小时。当太阳光投射在日晷上时，晷针的影子就会投向晷面，太阳由东向西移动，投向晷面的晷针影子也慢慢由西向东移动。于是，移动着的晷针影子好比是现代钟表的指针，晷面是钟表的表面，用以显示时刻。
由于从春分到秋分期间，太阳总是在天赤道北侧运行，所以晷针的影子投向晷面上方；从秋分到春分期间，太阳在天赤道南侧运行，因此，晷针的影子投向晷面的下方。因此在观察日晷时，需先要了解两个不同时期晷针的投影位置。
小知识
“日晷”银章
2009年08月27日，一款由8盎司纯银打造的“日晷”银章在北京亮相。这款银章以我国古代的计时仪器“日晷”为设计原型，“日晷”银章银章记录了开国大典、改革开放、港澳回归、飞天梦圆、北京奥运、新中国六十华诞等中国的重大事件。
圭表
圭表是中国古代度量日影长度的一种天文仪器，由“圭”和“表”两个部件组成。
很早以前，人们发现房屋、树木等在太阳照射下会投出影子，这些影子的变化存在某些规律。于是，便在平地上直立一根竿子或石柱来观察影子的变化，这根立竿或立柱被叫做“表”；用一把尺子测量表影的长度和方向，即可知时辰。
后来，人们发现正午时的表影总是投向正北方向，就把石板制的尺子平铺在地面与立表垂直，尺子的一头连着表基，另一头伸向正北方，这把用石板制的尺子称“圭”。正午时表影投在石板上，古人就能直接读出表影的长度值。
经长期观测，古人不仅了解到一天中表影在正午最短，还总结出一年内夏至日正午，烈日高照，表影最短；冬至日正午，煦阳斜射，表影最长。所以，古人以正午时的表影长度确定节气和一年的长度。如连续两次所测表影的最长值，这两次最长值相隔的天数，即为一年的时间长度。可见，中国古人早就知道一年中有365天多。
在现存的河南登封观星台上，40尺的高台和128尺长的量天尺也是一个巨大的圭表。
漏刻
漏刻是中国古代一种计量时间的仪器。起初，人们发现陶器中的水会从裂缝中滴漏出来，于是专门制造了一种有小孔的漏壶，把水注入漏壶内，水便从壶孔中流出来；另外再用一个容器收集漏下来的水，在这个容器内有一根刻有标记的箭杆，等同于现代钟表上显示时刻的钟面，用一个竹片或木块托着箭杆浮于水面上，容器盖的中心开一个小孔，箭杆从盖孔中穿出，该容器就叫做“箭壶”。随着箭壶内收集的水慢慢增多，木块托着箭杆也缓缓往上浮，古人从盖孔处看箭杆上的标记，就可知道具体的时刻了。
后来，古人发现漏壶内的水多时，流水较快，水少时流水就慢，明显影响到计量时间的精度。于是在漏壶上再加一把漏壶，水从下面漏壶流出去的同时，上面漏壶的水就源源不绝地补充到下面的漏壶，使下面漏壶内的水均匀流入箭壶，以此取得较精确的时刻。
现存于北京故宫博物院的铜壶漏刻是在1745年制造的，最上面漏壶的水从雕刻精致的龙口流出，依次流向下壶，箭壶盖上有个铜人好像报着箭杆，箭杆上刻有96格，每格代表15分钟，人们根据铜人手握箭杆处的标识报告时间。
小知识
什么是沙漏
沙漏又称沙钟，中国古代一种计量时间的仪器。沙漏的制造原理与漏刻基本相同，它根据流沙从一个容器漏到另一个容器的数量来计量时间。所以用流沙代替水，是因为中国北方冬天空气寒冷，水容易结冰之故。
最著名的沙漏是在1360年由詹希元创制的“五轮沙漏”。流沙从漏斗形的沙池流到初轮边上的沙斗里，驱动初轮，继而带动各级机械齿轮旋转。最后一级齿轮带动在水平面上旋转的中轮，中轮的轴心上有一根指针，指针则在一个有刻线的仪器圆盘上转动，用以显示时刻，这种显示方法与现代时钟的表面结构几乎完全相同。
另外，詹希元还在中轮上巧妙添加了一个机械拨动装置，用以提醒两个站在五轮沙漏上击鼓报时的木人。每到整点或一刻，两个木人就会自行出来，击鼓报告时刻。这种沙漏脱离了辅助的天文仪器，已独立成为一种机械性的时钟结构。
天体仪
天体仪古称“浑象”，中国古代一种用于演示天象的仪器。天体仪可以用来直观、形象地了解日、月、星的相互位置和运动规律。可以说，天体仪是现代天球仪的始祖。北京古观象台上安置的天体仪是中国现存最早的天体仪，制于清康熙年间，重3850千克。
组成天体仪的主要部分是一个空心铜球，球面上刻有纵横交错的网格，用以量度天体的具体位置；球面上凸出的小圆点代表天上的亮星，它们严格按亮星间的相互位置标刻。整个铜球可绕一根金属轴转动，转动一周代表一个昼夜，球面与金属轴相交于两点：北天极和南天极。两个极点的指尖固定在一个南北正立的大圆环上，大圆环垂直嵌入水平大圈的两个缺口内，下面4根雕有龙头的立柱支撑住水平大圈，托住整个天体仪。利用浑象，不管是白天还是阴天的夜晚，人们都可随时了解到当时应出现在天空的星空图案。
中国东汉天文学家张衡曾在天体仪上安装过一套传动装置，利用相当稳定的漏刻的水推动铜球，使之均匀绕金属轴转动，每24小时转一圈。后来，唐朝的一行和梁令瓒、宋代苏颂和韩公廉等人，将天体仪和自动报时装置结合，使之发展成为世界上最早的天文钟。
纪限仪
纪限仪是中国清朝制造的八件大型铜铸天文仪器之一，在1673年制成，重达802千克。现存于北京古观象台的观测平台上。
纪限仪是专门用以测量天空中任意两星间距离的古仪，其基本观测方法是测量以待测星到观测者的两条视线所张的角度。在天文学上，这一角度被称为“天体角距离”。
纪限仪的主体是一段60？的弧面，弧面半径约2米，上面饰有精细的对称型花纹，以弧边中央点为零度，向左右两边各刻30？。从零度点到弧面顶点预设一根铜竿，整个弧面固定在铜竿上，并能上下左右转动。铜竿后面的圆柱与铜竿上的横轴相连，稳当地插入一米高的游龙底座内。在铜竿的顶端还有一根横轴，挂有窥尺和游表，贴附于弧面。
实际观测时，将弧面与两颗待测星移动至同一平面上，一人用窥尺对准一颗待测星，另一人用游表对准另一颗待测星，窥尺和游表两者所指出的弧边刻度差，就是两颗待测星间的角距离。
象限仪
象限仪现存于北京古观象台，制造于1673年，是专门测量天体地平高度的观测仪器。
地平高度是指观测者到某颗星的视线与地平面之间的夹角。在天文学上，该角度被称为“天体地平高度”。
在象限仪下端，是一根方形横梁和一对十字底座，在两个十字底座的交叉点上，各竖一根高3米多圆柱，两边均有一条龙扶持，具有装饰和加固双重作用。两根圆柱支撑住一根雕有云纹图案的横梁，一根可旋转立轴连接在上下两梁的中间，以固定整个扇形的象限环。象限环内雕有腾云驾雾的巨龙，既使仪器具有生气，又起到了平衡作用；象限环的横边呈水平状，且与立边垂直，在两边的交叉点处挂有一根游表，贴附于象限环面。实际观测时，转动象限环，将游表对准待测星，观看游表所指的弧面上的刻度，即可知道待测星的地平高度。
赤道经纬仪
赤道经纬仪是清朝制造的八件大型铜铸天文仪器之一，是我国重要的古天文观测仪器。1673年制成，重达2720千克，现完好保存于北京古观象台的观测平台上。
赤道经纬仪观测部分由三个大环和一根轴承组成。最外面的大环称“子午环”，呈正南北方向竖立，两面有刻度盘；中间圆环呈南高北低，与天赤道平行，称“赤道环”。环面上均匀刻有24个大格，代表24小时；每个大格再分成4个小格，代表15分钟。
在赤道环面的中心，垂直竖立着一根轴承，称“极轴”。它与子午环相连，朝上的一点指向北天极，朝下的一点指向南天极，并由南极伸出的两个象限弧支撑。里面的圆环叫做“赤经环”，可绕极轴旋转。
整个观测部分镶嵌于一个半圆云座内，被一条南北正立、昂首修尾的苍龙托起，龙的四只利爪分别抓住下面十字交梁的一端，每端都装有调整仪器水平的螺栓。该仪器主要用于测量恒星、太阳、月球、行星等天体的位置。
黄道经纬仪
黄道经纬仪是中国清朝造的八件大型铜铸天文仪器之一，是中国重要的古天文观测仪器。1673年制成，重达2752千克，现完好保存于北京古观象台的观测平台上。
黄道经纬仪的外层是南北向正立的“子午圈”，子午圈内的一个大圈称“极至圈”，用钢轴契合在子午圈的两个极点上，所以该装置被称为“黄道经纬仪”。在极至圈内，套着一个斜躺着的大圈，该大圈与地球绕太阳旋转的黄道平行，称“黄道圈”。黄道圈上刻有度数和黄道十二宫的图案，是黄道经纬仪的基本大圈。有一根垂直于黄道圈面的钢轴连接黄道南、北两极。最里面的一个圆环称“黄道经圈”，相连黄道南、北两极，并可绕钢轴旋转，圈上刻有度数。在观测天体时，可根据黄道圈和黄道经圈的刻度来确定太阳和行星的位置。
该仪器的观测部分被置于一个半圆云座内，由两条背向而立的苍龙托住，苍龙的爪子紧抓住雕有云纹斜交的十字交梁。
地平经仪
地平经仪是中国古代一种天文观测仪器。重达811千克，于1673年（清康熙年间）制成，现存于北京古观象台。
地平经仪一般用于测量天体的地平方位角。它的底座是副十字交梁，交梁上有三条屈身直立的苍龙和一条铜柱，作为四个柱脚托住一个直径2米多的大铜圈，铜圈平行于地平面，叫做“地平圈”。圈面按东西和南北正相交成两条直线，将地平圈分割成东南、西南、西北和东北四个方位，以正南和正北为0？，分别向东、西刻划度数。在正东和正西两点各竖一柱，两条升龙盘柱而上，约在1.5米处相向合拢，在中心两龙各伸出一爪捧住火球。再从地平圈中心垂直竖起一根正方形空心立表，和火球相连，立表上指天顶，下连底座中心的固定立柱。在立表下端有一根横表平躺于地平圈，可带动立表旋转，横表两端各有一根直线和立表顶端相连。
实际观测时，将横表转动，把待测星置于立表空心处，与横表两端的直线构成同一平面时，就可从横表所指的刻度盘上读出待测天体的方位角。
玑衡抚辰仪
玑衡抚辰仪是中国清代造的八件大型铜铸天文仪器之一，中国古代重要的天文观测仪器。在1744年制成，重达5吨，现完好保存于北京古观象台的观测平台上。
玑衡抚辰仪观测部分的外层是一根南北正立的“子午双圈”，双圈被铜枕固定，其空隙的中线为子午正线，在双圈内有两个并排的圆环，称“赤道圈”，外面的赤道圈固定在子午双圈上，东西各有龙柱相托，里面的赤道圈连接在极至圈上，并可以沿赤道面移动，因此又称为“游动赤道圈”。最里面的圆环称“赤经圈”，由环内的一根空心铜轴连接在子午双圈的两个极点上，赤经圈可绕铜轴旋转。在空心铜轴中间还有一根窥管，前端圆孔内有十字丝装置，以增强观测精度。整个观测部分由雕工精细的云座和龙柱托住。
水运仪象台