该仪器在直径50厘米的大铜镀金天球上刻赤道、黄道，沿黄道刻二十四节气和星象，所有的星按一至六星等标注。天球自转轴的两端为天球的北极和南极，北极处设时刻表盘（现已丢失）。球可以绕着这个轴转动，转动一周代表天球的周日运动。球的外面有子午圈和地平圈。地平圈内有刻度和方位，上置游标；子午圈上刻有四象限。天体仪采用黄道坐标。

这件天体仪具备求某节气时某星中天时刻的功能。操作法是先把球面上所载的某节气转到正对着子午圈的下面，再使时刻盘上的游标对正南北方向，最后把某星转到正对子午圈的下面，时刻盘所指时刻就是所求的某中天时刻。

天体仪的用法，据《灵台仪象志》记载有六十项，主要是黄道坐标、赤道坐标、地平坐标三者互相换算和求时刻等。天体仪现在一般称为天球仪，在我国古代称为浑象，又称浑天象。宇宙中物质的任何集聚形成的天文研究对象。多数呈球形，如同地球能环绕自身轴线旋转，迅速运动着。可分成星云、恒星、行星、卫星、小行星、彗星和流星等类。银河系内太阳系以外一切非恒星状的气体尘埃均称为“星云”；发热发光的天体称为“恒星”；围绕恒星运行的天体称为“行星”；围绕行星运行的天体称为“卫星”。人们为了研究天体在天空中的位置和运动，引进了一个假想的圆球：它的球心就是观测者所处位置，它的半径无穷大，这个圆球称作天球。地球以外的天体在天球上都有各自的投影，人们在说明天体位置和运动的时候，可以把天体的投影看成是它们本身。地球的自转轴无限延长，同天球球面相交于两点，这称作天极，即南天极和北天极。地球的赤道平面无限扩大，同天球相交的大圆称作天赤道。有了天极和天赤道，天球就有了它自己的经线和纬线。天球或地球上，连接距离两极90°之点所形成的大圈称赤道，包含地球中心和地球赤道的平面和天球所交成的大圈，就是天球的赤道。

太阳在天球上一年间所移行的轨迹叫黄道，即地球轨道面和天球相交成的大圈。

星体在天上每日旋转一圈，这种运动称为周日运动。在地球表面上，通过某地点和地球南北极的大圈称子午圈。在天文学上通常以这个圈投影于天球上，也就是通过天顶、天底、地平的南北点的天球上的大圈称该地方的子午圈。

天球上连结和天顶天底等距离的点所形成的大圈，或通过观测地垂直于该地点的重力方向的平面和天球相交的大圈称地平圈。

又称地台。明清皇宫宫殿中高于地面的木台，其上放置宝座及陈设品。仪器上用于观测目标且可游动的指示器。平面上相交的两条相互垂直的直线把平面分开的四部分中的任何一部分称象限。从右上方起逆时针方向分别为第一、二、三、四象限。

中国古代天文学将周天的众多星辰划分为二十八星宿，东南西北各七行，分别被看作一种神物，即四象。汉代张衡《灵宪》：“苍龙连蜷于左，白虎猛踞于右，朱雀奋翼于前，灵龟圈首于后。”东为青龙，西是白虎，北为玄武，南是朱雀。平面上两条相互垂直的直线把平面分隔出的四部分中的任何一部分。分别称之为第一、第二、第三、第四象限，每一象限90°。