浑仪是一观测仪器，内有窥管，亦称望管，用以测定昏、旦和夜半中星以及天体的赤道坐标，也能测定天体的黄道经度和地平坐标。浑仪由早期四游仪和赤道环组成。从汉代到北宋浑仪增加了黄道环、地平环、子午环、---仪、白道环、内赤道环、赤经环等。北宋的沈括取消白道环、改变一些环的位置。元代郭守敬取消了黄道环，并把原有的浑仪分为两个独立的仪器:简仪和立运仪
后来不幸失传了，盖天、浑天两说并行，竞相争鸣，比较科学的浑天说渐占上风。同时，观测天象的仪器也不断出现，如武帝时洛下闳制造了浑天仪，宣帝时耿寿昌又造了浑天仪，和帝时崔瑗的老师贾逵更制造了黄道铜仪。
张衡继承和发展了前人的成果。任太史令后，他勤奋地研核阴阳，终于妙尽璇玑之正。元初四年(公元117年)，一件成就的铜铸浑天仪，被张衡造了出来。浑天仪主体是几层均可运转的圆圈，外层周长一丈四尺六寸。各层分别刻着内、外规，南、北极、黄、赤道，二十四节气，二十八列宿，还有中、外星辰和日、月、五纬等等天象。仪上附着两个漏壶，壶底有孔，滴水推动圆圈，铸铜浑天仪雕塑，圆圈按着刻度慢慢转动。于是乎各种天文现象便赫然展现在人们眼前。这件仪器被安放在灵台大殿的密室之中。夜里，室内人员把某时某刻出现的天象及---告给灵台上的观天人员，结果是仪器上、天上所现完全相符
同浑天说和盖天说相类似，宣夜说也是古人提出的一种宇宙学说。<晋书·天文志>说:宣夜之书亡，惟汉秘书郎郄萌记先师相传云，天了无质，仰而瞻之，高远无极，眼瞀(mào，音冒)精绝，故苍苍然也。譬之旁望远道之黄山而皆青，俯察千仞之深谷而幽黑。夫青非，而黑非有体也。日月众星，自然浮生虚空之中，其行其止皆须气焉。是以七曜(yào，音耀，七曜指日、月及金、木、水、火、土五星)或逝或住，或顺或逆，伏见，进退不同，由乎无所根系，故各异也。故辰极常居其所，而北斗不与众星同没也;摄提、填星皆东行，日行一度;月行十三度。迟疾任情，其无所系著可知矣，若缀附天体，不得尔也。这是关于宣夜说的一段完整的史料，它包含了有关宣夜说的许多内容。首先，宣夜说起源很早，汉代郄萌(公元1世纪)只是记下了先师传投的东西。第二，宣夜说认为天是没有形体的空间，因高远才显出苍色。第三，以远方的黄色山脉看上去呈青色，千仞之深谷看上去呈黑色，实际上山并非青色，深谷并非有实体，以此证明苍天既无形体，也非苍色。第四，日月众星自然浮生虚空之中，依赖气的作用而运动或静止。第五，各天体运动状态不同，速度各异，是因为它们不是附缀在有形质的天上，而是漂浮在空中。
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