表的基礎上發展起來的。
關於圭的出現，詳細記錄有圭表測量的書是戰國至西漢時的《周禮》、《周髀算經》、《淮南子》等，因而一般人多認為圭的出現要在春秋戰國時期。
東漢文字學家許慎《說文解字》認為，圭是做成上圓下方的美玉，公侯伯子男所執之圭有9寸、7寸、5寸之不同。因而圭的長短就是各人身份的標誌，換句話說，圭就是度量身份的尺子。
按《周髀算經》提供的數據，一般用6尺之表，則夏至時日影最短為1.5尺，正好是圭之長。
“土圭”和“土圭之法”是從“表”發展至“圭表”之間的一個過渡。最初是用一根活動的尺子去量度表影，以後才發展成將圭固定於表底，並延長其長度，使一年中任一天都可以方便地在圭麵上讀出影長，這才是圭表。
目前所見的圭表實物最早當推1965年在江蘇省儀征東漢墓中出土的銅圭表。表身可折疊存放於圭上專門刻製的槽內，圭上的刻度和銅表的高度均為漢製縮小10倍的尺寸。圭表作為隨葬品埋入墓內，說明東漢時期圭表已很普及了。
從表發展成圭表是一個進步，是人們對立表測影要求精確化和數量化的體現。
在一塊方形或圓形平地的中央直立一表，可以根據日出和日入的表影方向定出東西南北，也可以根據一天之內表影方向的變化確定出一日內的時刻。而這些也恰恰是製定曆法所必需的。
在《周髀算經》一書中。還敘述了利用一根定表和一根遊表測天體之間角距離的方法：
在一平地上先畫一圓，立定表於圓心，另立一遊表於正南方，當女宿距星南中天時，迅速將正南方之遊表向西沿圓周移動，使通過定表和遊表可見牛宿距星，這時量度遊表在圓周上移動的距離，化成周天度就是牛宿的距度，也就是牛宿距星和女宿距星間的角度。
表，這一最簡單最早出現的儀器，後來得到了很大的發展和改進。
為了使表影清晰，將表頂做成尖狀的劈形或加一副表，與主表之影重合；為了提高表影測量精度，既加高表身，又發明相應的設備景符；為了測定時間，製成日晷，有赤道式的也有地平式的；為了使表不僅能觀測日影，使既能觀月，也能觀星，又發明了窺幾等。
總之，表和圭在我國古代天文學的發展中起了相當大的作用，是一類重要的古代天文儀器。即使在現在，它的定方向、定時刻的功能有時還會給人們以幫助。