一、圭表
圭表直立於平地上測日影的標杆和石柱，叫做表；正南正北方向平放的測定表影長度的刻板，叫做圭。當太陽照著表的時候，圭上出現了表的影子，根據影子的方向和長度，就能讀出時間。但是，它是什麼材料製成尚不清楚。既然銅表可以被造，也可以造一石圭，兩者成為相稱的配套天文儀器。就其寬度來說，用石或金屬造的更合理一些。當然用土造一較堅硬的臺子也不是不可能。
二、日晷
日晷，本義是指太陽的影子。現代的「日晷」指的是人類古代利用日影測得時刻的一種計時儀器，又稱「日規」。其原理就是利用太陽的投影方向來測定並劃分時刻，通常由晷針（表）和晷面（帶刻度的表座）組成。利用日晷計時的方法是人類在天文計時領域的重大發明，這項發明被人類沿用達幾千年之久。日晷不但能顯示一天之內的時刻，還能顯示節氣和月份。當然它的缺點也是顯而易見的，笨重而且看不到陽光的時候不能用，比如陰天和晚上。
三、漏刻
刻漏，中國古代漢族科學家發明的計時器。漏是指帶孔的壺，刻是指附有刻度的浮箭。有洩水型和受水型兩種。早期多為洩水型漏刻，水從漏壺孔流出，漏壺中的浮箭隨水面下降，浮箭上的刻度指示時間。受水型漏刻的浮箭在受水壺中，隨水面上升指示時間，為了得到均勻水流可置多級受水壺。不僅古代中國用，而且古埃及、古巴比倫等文明古國都使用過。漏刻的發明年代已不可考，據史書記載，西周時就已經出現了漏刻。中國古代還出現過一些與漏刻結構原理類似的計時工具，如以稱量水重來計量時間的稱漏和以沙代水的沙漏等。
四、渾儀
在古代，「渾」字含有圓球的意義。古人認為天是圓的，形狀像蛋殼，出現在天上的星星是鑲嵌在蛋殼上的彈丸，地球則是蛋黃，人們在這個蛋黃上測量日月星辰的位置。因此，把這種觀測天體位置的儀器叫做「渾儀」。渾儀的製造始於漢落下閎，到了唐代，由天文學家李淳風設計了一架比較精密完善的渾天黃道儀。元代的天文學家郭守敬將其簡化，創製了簡儀。中國現存最早的渾天儀製造於明朝，陳列在南京紫金山天文臺。
五、天體儀
天體儀在康熙八年開始製造，歷經四年於康熙十二年完成，該儀用途有60多項，但它主要用於黃道、赤道和地平三個坐標系統的相互換算以及演示日、月、星辰在天球上的視位置等。此儀用一個直徑為六尺的銅球代表天球，球面上布列著大小不等的鍍金銅星1876顆，並把它們分為282個星官。球面上刻有赤道圈，與鋼軸垂直。銅球外邊南北直立的是子午圈，其上最高點代表天頂的的銅製火球。球面外與地平平行的是地平圈，四根立柱託著地平圈立於底座上。
六、水運儀象臺
水運儀象臺是十一世紀末我國傑出的天文儀器，也是世界上最古老的天文鐘，由北宋天文學家蘇頌等人創建。它是集觀測天象的渾儀、演示天象的渾象、計量時間的漏刻和報告時刻的機械裝置於一體的綜合性觀測儀器，實際上是一座小型的天文臺。英國科學家李約瑟等人認為水運儀象臺「可能是歐洲中世紀天文鐘的直接祖先」。
國際上對水運儀象臺的設計給予了高度的評價，認為渾象一晝夜自轉一圈，不僅形象地演示了天象的變化，也是現代天文臺的跟蹤器械轉儀鐘的祖先。