公元723年，一行和梁令瓚合作，製造了一架水運渾象，他們第一個發明了錨狀擒縱器，用來控製渾象的轉動速度。它是以巨型天文鍾的形式出現的，比歐洲14世紀第一具機械時鍾的發明早了6個世紀。
蘇頌與韓公廉
宋代（公元960~1279年）先後進行過5次恒星位置的觀測工作。而且元豐年間（公元1078~1085年）的觀測結果被繪成星圖，並刻在石碑上保存下來，這就是著名的蘇州石刻天文圖。這幅星圖同時也保存在蘇頌（公元1020~1101年）的《新儀象法要》中。
蘇頌又與韓公廉合作，於1089年創造了水運儀象台。這架儀器以渾儀、渾象、報時三者合為一體的形式出現。它用一套機械轉動裝置和一組水運機構連接起來，控製渾儀的運轉速度，用以追蹤太陽及關他天體的方位。這是世界上最早的轉移鍾裝置。近代的轉移鍾是由卡西尼（公元1625-1712年）發明的。
沈括
(公元1031~1095年）曾經簡化過渾儀的結構，並改進了渾儀的誤差。他曾發現了由於太陽運動有快慢，致使日長有變化。他也曾提議從根本上改革中國的曆法，以十二節氣為各月的初一日，這是中國古代提出的唯一的一個陽曆方案。它比儒略曆要優越。
郭守敬
郭守敬（公元1231~1316年）是元代（公元1279~1368年）偉大的天文學家，他為了編製授時曆，曾設計製造了13件新的天文儀器，尤其值得提出的是他製造的簡儀，盡可能省去了不必要的有礙於觀測的環，並將必須保留的環移到側麵，使渾儀的結構大大簡化。不僅使用方便，而且提高了精度。它的結構已與現代望遠鏡的裝置基本一樣。歐洲華的傳教士見到這架儀器時，曾經大為讚賞，稱他為中國的第穀。馳名世界的登封象台，也是他那個時代的傑作。
郭守敬在天文測量史上也有傑出貢獻。他在曆法中所用的天文數據，幾乎都是中國古代最為精密的。他對二十八宿距星位置測量的平均誤差小於度，精度比宋代提高了1倍以上。他重新測定的黃赤交角數值的誤差也隻有1分多。郭守敬還對前人不大注意的3家星官以外的雜座或無名星進行了一係列的觀測，並編製了兩份星表，這是中國天文學在恒星觀測史上頗為突出的事情，在世界天文學史上也是值得注意的。