由中國古代天文學家創造的圭表、渾儀和渾象是世界上最早的天文儀器。
圭表是我國發明最早、最簡單的一種天文儀器。它的主要用途是通過測量正午時的表影長度，來決定當時的節氣，以指導農牧業生產。
渾儀是用來測量天體的位置和兩個天體之間的角度的天文儀器。它製造於春秋戰國時期，現在完整保存下來的渾儀最早是明代天文學家製造的。包括照準器、轉動裝置、讀數裝置三部分。
元代天文學家郭守敬對渾儀做了許多大膽改進後，發明簡儀。簡儀是世界上最早製成的大赤道儀，比歐洲天文學家的發明要早300年。郭守敬用簡儀測得一年為365.2425日，和實際時間隻差26秒。還推算出黃赤交角，誤差很小。
東漢天文學家張衡發明的測定天體位置的儀器叫渾象，又稱渾天儀，是世界上第一台觀測天象的渾天儀。人能夠坐在屋子裏，便可觀測到天體運行的情況。