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渾儀是一觀測儀器，內有窺管，2米渾天儀，亦稱望管，用以測定昏、旦和夜半中星以及天體的赤道坐標，廣場渾天儀鑄造廠，也能測定天體的黃道經度和地平坐標。渾儀由早期四游儀和赤道環組成。從漢代到北宋渾儀增加了黃道環、地平環、子午環、-儀、白道環、內赤道環、赤經環等。北宋的沈括取消白道環、改變一些環的位置。元代郭守敬取消了黃道環，并把原有的渾儀分為兩個獨立的儀器:簡儀和立運儀后來不幸失傳了，蓋天、渾天兩說并行，競相爭鳴，比較科學的渾天說漸占上風。同時，觀測天象的儀器也不斷出現，如武帝時洛下閎制造了渾天儀，宣帝時耿壽昌又造了渾天儀，和帝時崔瑗的老師賈逵更制造了黃道銅儀。
張衡繼承和發展了前人的成果。任太史令后，他勤奮地研核陰陽，終于妙盡璇璣之正。元初四年(公元117年)，一件成就的銅鑄渾天儀，被張衡造了出來。渾天儀主體是幾層均可運轉的圓圈，外層周長一丈四尺六寸。各層分別刻著內、外規，南、北極、黃、赤道，二十四節氣，二十八列宿，青海渾天儀鑄造廠，還有中、外星辰和日、月、五緯等等天象。儀上附著兩個漏壺，壺底有孔，滴水推動圓圈，圓圈按著刻度慢慢轉動。于是乎各種天文現象便赫然展現在人們眼前。這件儀器被安放在靈臺大殿的密室之中。夜里，室內人員把某時某刻出現的天象及-告給靈臺上的觀天人員，結果是儀器上、天上所現完全相符
時資州龍水縣士人張大橶以木為蓋天，言可備 軍幕中候驗。七年，席大光為制置大使，獻諸朝。其-，上在容中自作渾儀，然制差小。十四年四月，遂命 有司制之，內侍邵諤領其事，久之乃成。三十二年，渾天儀模型鑄造廠，以授太史局焉。渾象，在天文學上，是古代根據渾天說用來演示天體在天球上的運動及測量黃赤道坐標差的儀器。雖然名稱相似，但渾象與渾儀不同。“渾象”又稱“渾天儀”，相當于天球儀，用以演示天體運動；而渾儀則用以協助天文觀測，有中空的窺管，功能相當于現代的望遠鏡，只是沒有鏡片。
中國天文學發展的歷史是悠久的。到漢代已有蓋天、宣夜和渾天等學派。蓋天說認為，天如蓋，蓋心是北極，天蓋左旋，日月星辰右轉。宣夜說認為天無定形，日月星辰自然浮生虛空之中，并不附著于天體之上。渾天說認為天如蛋殼，地如蛋黃，天地乘氣而立，載水而行。
宣夜說后來不幸失傳了，蓋天、渾天兩說并行，競相爭鳴，比較科學的渾天說漸占上風。同時，觀測天象的儀器也不斷出現，如武帝時洛下閎制造了渾天儀，宣帝時耿壽昌又造了渾天儀，和帝時崔瑗的老師賈逵更制造了黃道銅儀。
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