浑仪
天文仪器系统也在秦汉时代形成了。为了编制太初历的需要，制造了观测天象、测量角度的仪器，这就是浑仪和浑象的研制。西汉时落下闳就制造过浑仪，据记载他是四川人，“武帝征侍太史，于地中转浑天，改颛顼历，作太初历”。晋天文学家虞喜也说他“为汉孝武帝于地中转浑天，定时节，作太初历”。这里的“地中”指阳城（今河南省登封县吉城镇），古传此地为地之中央。“浑天”即浑仪，亦称浑天仪，是用于观测的仪器，以之测量日月行星恒星在天空的位置，确定两个天体之间的角度。它应包括一个用来对准天体的管或衡，又有刻有度数的标尺，如地平环、子午环、赤道环等。当窥管或窥衡对准了要观测的天体时，各种标尺所指示的读数就是天体的位置。东汉的贾逵还在浑仪上加进黄道环，首次制造了一架“黄道铜仪”。汉代的浑仪虽没有留传下来，我们相信后世保留下来的浑仪不会跟它相去太远。
应该指出，在制定太初历之前，测量角度的天文仪器已经存在。战国时代石申编制的星表是基于角度的测量，长沙马王堆西汉早期墓出土的帛书，记载了秦汉时代几十年间行星的运动，也是基于角度的测量。《后汉书·律历志》曾提到汉初使用一种“圆仪”来量度日月的运动，后来浑仪流行，圆仪失传。1977年在安徽阜阳一西汉早期墓中出土了带有28宿距度的圆盘
浑 象
西汉末年扬雄所著《法言·重黎》里说：“或问浑天，曰：落下闳营之，鲜于妄人度之，耿中丞象之。”这里的耿中丞即汉宣帝时大司农中丞耿寿昌，他制造了一个浑象，模拟浑天的运动情况。这种仪器大体是一个大圆球，在球壳上刻着日月星辰，利用它的转动演示天象的变化。汉代最著名的是张衡制造的“水运浑象”，又叫“漏水转浑天仪”，类似今天的天球仪，利用水力来推动仪器的旋转，速度同天空的周日运动一致，所以把仪器放在室内，根据它的旋转也能知道室外的天象变化。在此基础上后来还发明了钟表。浑仪和浑象历代都有制造，从汉代以来，成了我国古代观测天象的主要仪器。