天球的模型，是一種用於航海、天文教學和普及天文知識的輔助儀器，人們利用它表述天球的各種坐標、天體的視運動以及求解一些實用天文問題。球麵上，繪有亮星的位置、星名、星座以及幾種天球坐標係的標誌和度數。天球可以繞一根貫穿圓球心的軸旋轉，這個軸稱為天軸，軸的兩端與天球的兩個交點稱為南極和北極。帶軸的天球被支撐在一個通過南北兩極的金屬子午圈上。天球儀座架的水平圓環，代表地平圈。使用者可根據地理緯度在子午圈上，調節天極高度，並且能使天球繞極軸轉動，從而看出在不同地理緯度上、在不同日期、不同時刻的星空景象以及某一天體的地平經度（方位角）和地平緯度（地平高度）。同樣，它也可以顯示出某一天太陽出沒的時刻和方位、經天路徑、中天時刻、高度和晝夜的長度。可見，天球儀很有實用價值。由於觀測者是在天球外看天象，因此從天球儀上看到的天象，與從天空中看到的天象是相反的，但這並不影響天球儀的實用價值。陳列在中國北京古觀象台上的清代銅製天球儀，鑄造於1673年，直徑2米，球上有恒星1000多顆，是以三垣二十八宿來劃分的。一般使用的天球儀，直徑在30厘米左右。
中國古代演示天象的儀器渾象，與天球儀在基本結構上是完全一致的。
4．月球儀
教學用月球儀和地球儀相仿。月球儀記載了月球上的海陸分布和山川湖沼。雖然月球上沒有水，但這些名詞一直使用下來，月球儀僅有象征的意義。自從1610年意大利天文學家伽利略用望遠鏡觀測月球以來，逐步發現了月球上的種種特征，所以月球上開始出現了人名地名。近400年來，月球已經成了充滿了地球人名地名的“小地球”。現在根據國際統一命名，才製成了月球儀。小型月球儀上的名稱和圖形要少些，但仍然是準確的。大型月球儀上的名稱和圖形就多得多了。根據國際公布的月麵構造和經緯度坐標，以及相關的名稱製作的月球儀，是月球的縮影。人們可以從月球儀上，查看到月麵各種構造，特別是環形山和山脈，“海”、“洋”、“湖”、“沼”的分布和各自的名稱。我們在月球儀上用較粗的線條和指示區分月球的正麵和背麵，這一點不可混淆。2007年我國嫦娥探月工程開始的時候，人們就是用月球儀了解月麵各種特征、名稱、位置，從而在聽到探測月球的消息時，能對著月球儀了解情況而不茫然。
5．地球儀
為了便於認識地球，人們仿造地球的形狀，按照一定的比例縮小，製作了地球的模型儀—地球儀。在地球儀上沒有長度、麵積、方向、形狀的變形，所以從地球儀上觀察各種景物的相互關係是整體而又近似於正確的。
地球儀有以下幾種類型：經緯網格地球儀，在它的球麵上隻有經緯網格以及度數的注記；政區地球儀，球麵光滑的表示行政區劃的地球儀；地貌地球儀，球麵光滑的表示自然麵貌的地球儀；地形地球儀，是表示地形的模型，球麵是起伏不平的。
在太陽照射下，地球的自轉與公轉引起了地球上日照區的移動，這個移動產生了很多天文現象。這些現象對人類生存十分重要，人們需要了解它認識它。我們根據這些需要研製了天文地球儀。它模仿地球自轉與公轉產生的日照區在地球表麵的移動。這種移動產生了天文信息—晝、夜、日出、日落、節氣、極晝區域、極夜區域、太陽直射點位置、地方時、世界時、時差等。這些信息都是人們日常生活須知的。過去人們利用鍾表、地球儀或地圖和日曆的綜合使用，得到了部分信息，但不同區域日出日落的時間、隨節氣（季節）變化的晝夜長短、日照角度等信息還是無法得到，隻能實測或問天文台。天文地球儀，能給出這些信息。
世界上最早的地球儀，是由德國航海家、地理學家貝海·姆於1492年發明製作的。它至今保存在紐倫堡博物館裏。1480年，貝海·姆作為佛蘭芒貿易商人初次訪問葡萄牙，他自稱是紐倫堡天文學家米勒的學生，所以成為約翰二世的航海顧問。當時航海者用星盤來測定日、月、星辰的高度，以此推算時間和緯度。用黃銅代替木質星盤，可能是由他創始的。1490年回紐倫堡後，在畫家格洛肯東的協助下，貝海姆開始繪製他設計的地球儀，1492年完成繪製。他當時所畫的世界地形，既不準確又已過時。在這個地球儀上，印度洋是向東西擴展的海洋，特別是非洲西海岸，錯誤多得實在驚人。不過有趣的是，在發現美洲的前夕，他繪製的地球儀為當時人們提供了一些關於地理上的有益設想。