整个观测部分由三个大环和一根轴承组成。最外面的大环叫做“子午环”,呈正南北方向竖立着,两面有刻度盘。中间的圆环呈
南高北低,与天赤道平行,因此,叫做“赤道环”。环面上均匀地刻有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地竖立着一根轴承,叫做“极轴”,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着。里面的圆环叫做“赤经环”,还可以绕极轴旋转。整个观测部分镶嵌在一个半圆云座内,由一条南北正立、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以及太阳、月球、行星等天体的位置。
制于康熙八年至十二年(公元1669-1673年),由来华的
比利时传教士南怀仁监制。该仪曾于1900年被
法国侵略者掠至
法国驻华大使馆内,后迫于世界舆论,于1902年归还我国,重新安装在原来位置上。