天球的模型,一種用於航海、天文教學和普及天文知識的輔助儀器,人們利用它表述天球的各種座標、天體的視運動以及求解一些實用天文問題。球面上繪有亮星的位置、星名、星座以及幾種天球坐標系的標誌和度數。天球儀上的星象和我們從天空中看到的星象正好相反,這是由於我們從天球外看天球儀的緣故,但這對於瞭解天象並無影響。天球儀上有一根金屬軸貫穿球心,代表天軸,軸的兩端為天球的北極和南極。天球儀可環繞天軸旋轉。天軸裝在一個金屬圓圈上,這個支撐軸的金屬圈代表子午圈(見天球坐標系)),將天球儀放在一個座架上,架中的水平圓環代表地平圈。使用者可根據地理緯度在子午圈上調節天極高度,並且能使天球繞極軸轉動,從而看出在不同地理緯度上,在不同日期,不同時刻的星空景象以及某一天體的地平經度(方位角)和地平緯度(地平高度)。同樣也可以顯示出某一天太陽出沒的時刻和方位、經天路徑、中天時刻、高度和晝夜的長度。天球儀很有實用價值。陳列在中國北京古觀象臺上有清代銅制天球儀,鑄造於1673年,直徑2米,球上有恒星一千多顆,是以三垣二十八宿來劃分的。一般使用的天球儀,直徑在30厘米左右。