水運儀象台高約十二米，寬七米，分作三層。上層放渾儀，用來觀測日月星辰的位置。中層放渾象，它是一個球體，在球麵布列天體的星宿位置。下層設木閣，又分成五層。每層有門，到一定時刻，門中有木人出來報時。木閣後麵裝著漏壺和機械係統，起到控製水輪運轉速度的作用。
後世的鍾表就是從這裏演變出來的。蘇頌在1088—1094年所著《新儀象法要》，詳細介紹了水運儀象台的構造，反映了當時開封天文學和機械工程技術的偉大成就。
水運儀象台有以下突出貢獻：首先，為了觀測上的方便，屋頂做成活動的，這就是今天天文台圓頂的祖先。其次，渾象一晝夜自轉一圈，不僅形象地演示了天的變化，也是現代天文台的跟蹤機械——轉儀鍾的祖先。再次，所創造發明的“天關”、“天衡”和“天鎖”等部件組成的杠杆裝置，是世界上最早的“擒縱器”，為後世鍾表的關鍵部件，因而它又是鍾表的祖先。
這座利用水力運轉的儀器象台，是遠遠早於歐洲同類裝置的一項重大發明。國際上曾對它給予高度的評價，認為“很可能是後來歐洲中世紀天文鍾的直接祖先”。
最早的觀象台
陶寺文化遺址被國家文物部門定為國家級的重大考古發現——世界上最早的觀象台。
陶寺文化遺址位於山西襄汾縣城東北七八千米、崇山西麓的陶寺、中梁、宋村、東坡溝和溝西等村之間。東西長有2000米，南北寬1500米，總麵積300萬平方米，是個超大型遺址。遺址最早是在20世紀50年代進行文物普查時發現的。1978年至1987年，由中國社會科學院考古研究所山西工作隊對該遺址進行全麵係統的發掘考察，曾發掘出普通居住址和早期大貴族墓地，從而確定了陶寺文化。
1999年至2001年間，在陶寺發現了陶寺文化中期城址（約公元前2100年—前2000年），總麵積約為280萬平方米，城址北、東、南三麵城牆已經確定，城址平麵為圓角長方形。
通過不斷的發掘，發現了該遺址早中期的宮殿區，還發現了中期王級貴族大墓。在中期小城祭祀區發現了可能具有觀象授時功能的大型建築，這就是我們姑妄稱之的“東坡溝”觀象台。
這座尚未進行考古命名的可能具有觀象授時功能的大型建築就“坐落”在東坡溝村，位於陶寺城址的東南位置。發掘工地可見有三層夯力結構，形狀為一座直徑約50米的半圓形平台。台座頂部有一個半圓形觀測台，以觀測台為圓心，由西向東方向，呈扇狀輻射著13個土坑。
據考古人員介紹，這座平台原有13根夯土柱，古代人利用兩柱之間來觀測正東方向的塔兒山日出，並依據日光影可以推測出一年的12個節氣，經與現在農曆時間比較，實地模擬觀測後，節氣時令精確度十分高。上層台基夯土柱縫的主要功能之一可能是觀象授時，由此來指導農民及時耕種。從發掘現場的發現判斷，這座平台還被當時的人們用於祭祀。
這座建築是迄今發現的最大的陶寺文化單體建築，麵積約為1400平方米，建築形狀十分奇特，結構複雜，附屬建築設施多，可能因其集觀測與祭祀功能於一體，建築的規模及其氣勢，以及基坑處理的工程浩大，都是令人歎為觀止的。
更重要的是，如果上層台基夯土柱有觀象授時功能，那麼它將使我們得以管窺陶寺文化的天文學知識係統，則可證實《尚書·堯典》所謂“曆象日月星辰，教授人時”的真實曆史背景。可將觀象授時的考古實證上推到距今4100年，這將對我國古代天文曆法研究起到極大的推動作用。
這座觀象台形成於公元前2100年的原始社會末期，它顯然比目前世界上公認的英國的巨石陣觀測台（公元前1680年）還要早近500年，因此，陶寺城址中的這座觀象台無疑是迄今發現的世界上最早的觀象台。
最古老的星表
星表是把測量出的若幹恒星的坐標（常常還連同其他特性）彙編而成的。它是天文學上一種很重要的工具。我國古代曾經多次測編過星表。
公元前4世紀的戰國時代，魏國石申寫了《天文》一書，因為這部書有很高的價值，後人尊稱為《石氏星經》，這是世界上最早的星表。希臘最早的星表，是在公元前3世紀和公元前2世紀時測編的，比石申晚得多。
《石氏星經》共八卷，但已經在宋代以後失傳，今天我們隻能從一部唐代的天文學書籍《開元占經》裏見到《石氏星經》的一些片斷摘錄。從這些片斷中我們可以輯錄出一份石氏星表來。其中有二十八宿距星（每一宿中取作定位置的標誌星叫做這一宿的距星）和其他一些恒星共一百十五顆的赤道坐標位置。