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| 由渾儀、渾象和報時裝置組合成的大型天文儀器。1086年由北宋天文學家蘇頌和韓公廉設計製成。整座儀器高12米，寬約7米。分三層，上層放置渾儀，中層放渾象，下層放報時裝置和動力設備。 |
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北宋時代把渾儀、渾象和報時裝置結合在一起的大型天文儀器，是蘇頌、韓公廉等人在開封設計製造的。宋元祐元年(公元1086年)開始設計，到元祐七年全部完成。它是中國古代的卓越創造。其中的擒縱器是鐘錶的關鍵部件。因此，英國科學家李約瑟等人認為水運儀象臺“可能是歐洲中世紀天文鐘的直接祖先”。整座儀器高約12米，寬約7米，是一座上狹下廣、呈正方臺形的木結構建築。其中渾儀等為銅製。全臺共分三隔。下隔包括報時裝置和全臺的動力機構等。中隔是間密室，放置渾象。上隔是個板屋，中放渾儀。
水運儀象臺的構思廣泛吸收了以前各傢儀器的優點，尤其是吸取了北宋初年天文學家張思訓所改進的自動報時裝置的長處；在機械結構方面，采用了民間使用的水車、筒車、桔橰、凸輪和天平秤桿等機械原理，把觀測、演示和報時設備集中起來，組成了一個整體，成為一部自動化的天文臺。
國際上對水運儀象臺的設計給予了高度的評價，認為渾象一晝夜自轉一圈，不僅形象地演示了天象的變化，也是現代天文臺的跟蹤器械 — 轉儀鐘的祖先；水運儀象臺中首創的擒縱器機構是後世鐘錶的關鍵部件，因此它又是鐘錶的祖先。水運儀象臺為了觀測上的方便，設計了活動的屋頂，是今天天文臺活動圓頂的祖先。 |
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根據《新儀象法要》記載，水運儀象臺是一座底為正方形、下寬上窄略有收分的木結構建築，高大約有十二米，底寬大約有七米，共分為三大層。
上層是一個露天的平臺，設有渾儀一座，用竜柱支持，下面有水槽以定水平。渾儀上面覆蓋有遮蔽日曬雨淋的木板屋頂，為了便於觀測，屋頂可以隨意開閉，構思比較巧妙。露臺到儀象臺的臺基有七米多高。
中層是一間沒有窗戶的“密室”，裏面放置渾象。天球的一半隱沒在“地平”之下，另一半露在“地平”的上面，靠機輪帶動旋轉，一晝夜轉動一圈，真實地再現了星辰的起落等天象的變化。
下層包括報時裝置和全臺的動力機構等。設有嚮南打開的大門，門裏裝置有五層木閣，木閣後面是機械傳動係統。 |
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第一層木閣又名“正衙鐘鼓樓”，負責全臺的標準報時。木閣設有三個小門。到了每個時辰（古代一天分做十二個時辰，一個時辰又分為時初和時正）的時初，就有一個穿紅衣服的木人在左門裏搖鈴；每逢時正，有一個穿紫色衣服的木人在右門裏敲鐘；每過一刻鐘，一個穿緑衣的木人在中門擊鼓。
第二層木閣可以報告十二個時辰的時初、時正名稱，相當於現代時鐘的時針表盤。這一層的機輪邊有二十四個司辰木人，手拿時辰牌，牌面依次寫着子初、子正、醜初、醜正等。每逢時初，時正，司辰木人按時在木閣門前出現。
第三層木閣專刻報的時間。共有九十六個司辰木人，其中有二十四個木人報時初、時正，其餘木人報刻。例如：子正：初刻、二刻、三刻；醜初：初刻、二刻、三刻，等等。
第四層木閣報告晚上的時刻。木人可以根據四季的不同擊鉦報更數。
第五層木閣裝置有三十八個木人，木人位置可以隨着節氣的變更，報告昏、曉、日出以及幾更幾籌等詳細情況。
每層木閣內都有相應的機輪或輪輞，上挂抱牌木人；或用撥牙撥動門口木人手臂敲打樂器。這些機輪都裝在一根機輪軸上。機輪軸有傳動機構和天柱相連。天柱是貫通全臺上中下三隔的傳動軸。天柱下有個下輪，與樞輪軸伸出的地轂相結合。當作為原動輪的樞輪轉動時就經過地轂傳動，使天柱旋轉起來，由此帶動全儀。 |
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| 在下隔的中央部分設有一個直徑達 3米多的樞輪。樞輪上有72條木輻，挾持着36個水鬥和勾狀鐵撥子。樞輪頂部和邊上附設一組杠桿裝置，它們相當於鐘錶中的擒縱器。在樞輪東面裝有一組兩級漏壺。壺水註入水鬥，鬥滿時，樞輪即往下轉動。但因擒縱器的控製，使它衹能轉過一個鬥。這樣就把變速運動變為等間歇運動，使整個儀器運轉均勻。樞輪下有退水壺。在樞輪轉動中各鬥的水又陸續回到退水壺裏。另用一套打水裝置，由打水人搬轉水車，把水打回到上面的一個受水槽中，再由槽中流入下面的漏壺中去。因此，水可以循環使用。打水裝置和打水人則安置在下隔的北部。整個機械輪係的運轉依靠水的恆定流量，推動水輪做間歇運動，帶動儀器轉動，因而命名為“水運儀象臺”。 |
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| 渾象一半裝在地櫃裏面，一半露出櫃面。渾象中間的赤道帶上裝有齒牙。機輪軸的天輪和它相接，以帶動渾象和天穹一起旋轉。 |
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| 渾儀結構和唐、宋渾儀類似，衹是在中間一重三辰儀裏加一個在赤道方向的天運環，環有齒牙，和天柱的上輪相接，由天柱通過天運環帶動三辰儀一起轉動。這是後世轉儀鐘的一個雛形。渾儀置於板屋內，屋頂板可自由摘除，是近代望遠鏡室活動屋頂的先驅。 |
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蘇頌為水運儀象臺所作的設計說明書。成書於宋神宗紹聖初年，約當公元1094～1096年間。據《宋史•藝文志》等記載，本書又曾名《紹聖儀象法要》、《儀象法纂》等。今通行各本都源出南宋乾道壬辰(公元1172年)施元之刻本，共三捲。施元之曾據當時所見的各本進行過校補。書中所謂“一本”、“別本”就是施元之補入的。通行本中以《守山閣叢書》刊本為善。
書首有蘇頌《進儀象狀》一篇，報告造水運儀象臺的緣起、經過和它與前代類似儀器相比的特點等。正文以圖為主，介紹水運儀象臺總體和各部結構。各圖附有文字說明。捲上介紹渾儀，有圖十七種。捲中介紹渾象。除五種結構圖外，另有星圖二種五幅，四時昏曉中星圖九種。捲下則為水運儀象臺總體、臺內各原動及傳動機械、報時機構等，共圖二十三種，附別本作法圖四種。
其中還有唯一的一段不帶圖的文字：“儀象運水法”，講述利用水力帶動整個儀象臺運轉的過程。總計全書共有圖六十種。這些結構圖是中國現存最古的機械圖紙。它采用透視和示意的畫法，並標註名稱來描繪機件。通過復原研究，證明這些圖的一點一綫都有根據，與書中所記尺寸數字準確相符。
本書是中國現存最早的水力運轉天文儀器專著。它反映了中國十一世紀的天文學和機械製造技術水平。通過研究，人們得以瞭解中國古代的水運儀象傳統，從此還得知近代機械鐘錶的關鍵性部件──錨狀擒縱器是中國發明的。 |
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水運儀象臺是我國古代一種大型的天文儀器，它是由宋朝天文學家蘇頌、韓公廉等人在開封設計製造的，它是集觀測天象的渾儀、演示天象的渾象、計量時間的漏刻和報告時刻的機械裝置於一體的綜合性觀測儀器，實際上是一座小型的天文臺。宋元祐元年(公元1086年)開始設計，到元祐七年全部完成。它是中國古代的卓越創造。其中的擒縱器是鐘錶的關鍵部件。因此，英國科學家李約瑟等人認為水運儀象臺“可能是歐洲中世紀天文鐘的直接祖先”。整座儀器高約12米，寬約7米，是一座上狹下廣、呈正方臺形的木結構建築。其中渾儀等為銅製。全臺共分三隔。下隔包括報時裝置和全臺的動力機構等。中隔是間密室，放置渾象。上隔是個板屋，中放渾儀。這臺儀器的製造水平堪稱一絶，充分體現了我國古代人民的聰明才智和富於創造的精神。
水運儀象臺的構思廣泛吸收了以前各傢儀器的優點，尤其是吸取了北宋初年天文學家張思訓所改進的自動報時裝置的長處；在機械結構方面，采用了民間使用的水車、筒車、桔橰、凸輪和天平秤桿等機械原理，把觀測、演示和報時設備集中起來，組成了一個整體，成為一部自動化的天文臺。
國際上對水運儀象臺的設計給予了高度的評價，認為渾象一晝夜自轉一圈，不僅形象地演示了天象的變化，也是現代天文臺的跟蹤器械 — 轉儀鐘的祖先；水運儀象臺中首創的擒縱器機構是後世鐘錶的關鍵部件，因此它又是鐘錶的祖先。水運儀象臺為了觀測上的方便，設計了活動的屋頂，是今天天文臺活動圓頂的祖先。 |
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