Antes da invenção do telescópio, o principal trabalho dos astrônomos era medir o tempo e observar a orientação de corpos celestes.
Na China, o instrumento astronômico mais antigo é o Guizhou, que surgiu no início da dinastia Zhou Ocidental.É dividido em duas partes, Gui e Taobao. A guia é colocada horizontalmente ao longo da direção norte-sul, enquanto o relógio é erguido na extremidade sul da guia e se estende em direção ao topo da cabeça. A altura do relógio é geralmente de "oito pés", com um buraco redondo no topo. Ao meio-dia, a luz do sol entra no buraco redondo, deixando uma sombra de buraco na superfície de Gui. No solstício de inverno, a distância entre o furo e a parte inferior da tabela é a mais longa, enquanto a distância entre o furo e a parte inferior da tabela é a mais curta no solstício de verão. A China antiga estabeleceu o intervalo de tempo entre o solstício de inverno mais longo da sombra do côncio na face de Guizhou e o solstício de inverno do ano seguinte como um ano de retrógrado.
O medidor de tempo é usado principalmente para medir o tempo, enquanto o instrumento de medição de coordenadas de corpos celestes na China antiga é o instrumento Hun, que é composto por um tubo de visão para corpos celestes a serem medidos, um anel de leitura que reflete vários sistemas de coordenadas, uma estrutura de suporte e partes rotativas. Quando o tubo de espiade é alinhado com o corpo celeste a ser medido, várias coordenadas do corpo celeste podem ser lidas a partir de vários conjuntos de anéis. Durante o período de Yuan You da dinastia Song do Norte, Su Song e Han Gonglian produziram Yuan You Hun Yi. Yuan You Hunyi foi mais tarde instalado em uma plataforma de instrumentos de transporte de água que eles construíram no sétimo ano de Yuan You (1092), que tinha 12 metros de altura e 7 metros de largura, dividida em três compartimentos superior, médio e inferior. A parte superior é colocada com um instrumento de Yuan You, e a parte média é colocada com um elefante de Hun (que pode ser usado para demonstrar fenômenos celestes, semelhante a um instrumento de bola celestial atual). A parte inferior é um pavilhão de madeira de cinco andares na frente onde os marionetes entram e saem para informar o tempo, e a parte traseira é uma enorme roda pivotada que é pendurada uniformemente em 36 baldes de água, servindo como um dispositivo de energia. Este dispositivo de energia não só pode acionar os marionetes no pavilhão de madeira de cinco andares para informar o horário, mas também pode fazer com que o tubo de espionação de Yuan You Hunyi e o elefante Hunyi girem um ângulo a cada poucos minutos, de modo a desempenhar o papel de rastrear o movimento do corpo celeste. O telhado aberto do Yuan You Hunyi foi o pioneiro do telhado móvel do observatório atual, e seu tubo de visão, capaz de rastrear objetos celestes intermitentemente, é o ancestral do relógio de retransmissão de telescópios modernos. Pode-se ver como o desenvolvedor da plataforma do instrumento de transporte de água é esperto.
No final do século XVI, o astrônomo dinamarquês Tycho estabeleceu um observatório em Bun Island, instalado com mais de uma dúzia de instrumentos astronômicos clássicos elaborados por ele próprio. O mais famoso deles é o quadrante de parede com uma estrutura única, montado em uma parede orientada diretamente para o norte-sul. O componente principal é um arco circular de cobre de 90 ° com um raio de 1,8 m e uma fina escala, sobre o qual um visor pode determinar a das estrelas vistas no orifício retangular superior da parede sul. Este quadrante de parede pode medir a altura do horizonte, ou seja, a inclinação da direção do corpo celeste em relação ao plano da terra, quando o corpo celeste passa pelo círculo meridiano. Os instrumentos astronômicos clássicos desenvolvidos por Tigo têm uma estrutura delicada e uma alta precisão de observação astronômica. Mais tarde, o astrônomo alemão Kepler usou os dados de observação deixados por Tycho para obter a famosa lei do movimento planetário.