簡儀和立運儀的設計和製造，在世界上領先300多年。近代天文台的赤道裝置，測量儀器經緯儀等，都可從中找到其原始形態。
還應該指出的是，中國古代渾儀采用的是赤道坐標係統，比西方采用的黃道坐標係統要先進得多，今天已為各國天文台所廣泛采用。
現在，人們還可以在南京紫金山天文台，看到明代正統二年至七年（1437～1442年）間製造的渾儀和簡儀。
渾象的製造
渾象是一種表現天體運動的演示儀器。它最初是在公元前2世紀中葉的西漢時，由天文學家耿壽昌創製的，而東漢著名科學家張衡在渾象的發展史上做出了重要的貢獻。
渾象的基本構成是一個可以旋轉的中空圓球，上麵按觀測到的實際天象布列星辰。轉動圓球，即可演示天體的運動，其作用相當於近代的天球儀，堪稱天球儀的始祖。
張衡製造了第一台自動的天文儀器——水運渾象。它以一直徑5尺（約1.18米，東漢1尺約23.5厘米）的空心銅球表示天球，上麵畫有二十八宿，中外星官，互成24度交角的黃道和赤道等，黃道上又標明有二十四節氣。緊附於天球外的有地平環和子午環等，天體半露於地平環之上，半隱於地平環之下。天軸則支架在子午環上，天球可繞天軸轉動。同時，又以漏壺流出的水作動力，通過齒輪係的傳動和控製，使渾象每日均勻地繞天軸旋轉一周，從而達到自動地、近似正確地演示天象的目的。此外，水運渾象還帶動有一個日曆，能隨著月亮的盈虧演示一個月中日期的推移，相當於一個機械日曆。
張衡的水運渾象對後世渾象的製造影響很大，宋代的水運儀象台則達到曆史上渾象發展的最高峰。曆代製造的渾象大都已經毀亡，現存僅有兩架，一架在南京紫金山天文台，一架在北京建國門古觀象台，均是清代鑄造的。
除了天球儀式的渾象外，中國古代還創製有假天儀式的渾象，開了近代天象儀之先河。
現在北京天文館裏，有一個大圓頂的天象廳。當你坐在裏麵仰觀屋頂，便會感到宛如置身於無涯的蒼穹之中，看到繁星點點，其布列與實際天象一致。假天儀的功能和作用即與此相似，假天儀何時發明，現尚有爭議，有人認為三國時即已問世。但有明確記載的，則以北宋時蘇頌主持製造的渾天象為最早。
渾天象是蘇頌主持創製水運儀象台後的又一傑作。它的天球直徑有一人多高，在球麵上相應於星辰的位置處鑿有一個個鏤空的小孔，外麵的光線漏進後，人坐在球內就好像看到天上閃閃發光的星星。天球亦是由水力機械帶動的，可控製其旋轉與天體運行同步。與現代天象儀所不同的是，渾天象的光源在外，表演內容比較單一，而天象儀的光源在內，且能表演眾多複雜的天象。
世界上第一座天文鍾
1092年，在北宋都城開封的西南部，出現了一座形狀奇特的木構建築物，它就是“元渾天儀象”，一般通稱之為“水運儀象台”，由當時著名政治家、科學家蘇頌所主持創製。這是中國古代最宏偉、最複雜的一座天文儀器，在古代世界上也是絕無僅有的。
水運儀象台的形狀呈正方形，上狹下廣，高三十五尺六寸五分（約近11.3米，宋代一尺約31.6厘米），底寬二丈一尺（約6.64米）。台分三重，第一、二重安裝水力驅動係統和報時係統，第三重安裝渾象。台頂平台上安裝渾儀，渾儀由“板屋”覆蓋，板屋上裝有9塊可以啟閉的活動屋麵板。由此可以看到，整座水運儀象台集觀測、演示、計時等功能於一體，實際上成了一座小型的天文台。
水力驅動係統包括有提水機構、注水機構、回水機構和樞輪等部分，可以使水周而複始均勻流動，並驅動樞輪運轉。樞輪直徑十一尺（約3.48米），是全台機械裝置的原動輪。其頂部附設有一組杠杆裝置，起著控製樞輪定時轉動，以及轉動固定的距離的作用，相當於近現代機械鍾表中的“擒縱器”。
它和歐洲17世紀的錨狀擒縱器非常相似，堪稱擒縱器之始祖。
報時係統的前部建造成半座5層木樓閣式建築的形狀。第一層是晝夜鍾鼓輪，輪上有3個不等高的小木柱，可按時撥動3個木人的撥子，拉動木人手臂，一刻鍾木人擊鼓一次，時初搖鈴，時正敲鍾。第二層是晝夜時初正輪，輪邊有24個司辰木人，隨著轉子的轉動，木人按時在木閣門前出現，表示1日12個時辰的時初、時正，相當於現今的24小時。第三層是報刻司辰輪，輪邊有96個木人，每一刻出現一人。第四層是夜漏金鉦輪，可以拉動木人擊鉦報更，並可以按季節調整，以適應晝夜長短的變化。第五層是夜漏司辰輪，輪邊設有38個木人，木人位置可以按節氣調整，從日落到日出按更籌排列，依次出現。