先秦时期，先民们使用的早期天文仪器与设备主要有这样三种：圭表、漏刻与原始浑仪。

圭表的结构极其简单：表是直立的柱状物（无论竹、木、石、砖做成的都一样），圭是平放的标尺。圭表是从表发展而成的，是用来测定日影的。它的结构虽然简单，但效用却不少，可以用来定方向，定节气，定时刻，定地域。在我国的天文科学成熟以后，它的功用主要是两个方面：一是用于测定太阳的运行轨道与周期，从而确定回归年的长度与季节时令的划分；二是用于测定具体的时刻（这一类又称日晷），是古代主要的计时器具之一。圭表是最早的天文仪器，表的产生可以推至很远很远的远古时代，圭表相结合为一体也应该很早，至迟在西周时期已经产生了。

大约在西周或稍晚些的时候，还发明了另一件计时器具——漏刻。

漏刻的漏是指漏壶，装满水以后能一滴一滴地漏水；刻则是指放在漏壶中刻有度数的标尺（古又称“刻箭”、“箭”等），能够根据漏去的水量读出具体的时刻。

与圭表（日晷）相比，漏刻能够在没有日影的阴天与黑夜中使用，这是它比圭表优越的地方。但它携带不便。

在天文学上，用途更为重要且使用频繁的是观测天体准确方位的浑仪。

最早的浑仪，可以肯定至迟在战国时期已经产生。在战国时期的石氏星经与甘氏星经中，对诸多恒星的准确方位数值有了明确的记载，而这是只有用浑仪观测才能得到的，这是当时已经有了浑仪的证明。

而这最早的浑仪是什么样子？却是一个颇有争议的问题，专家学者各抒己见，有的还画出了模拟图。

在这个争议中，《尚书·尧典》记载的“璇玑玉衡”是一个大热点。有的学者认为是指北斗七星，有的学者认为就是指早期的浑仪。如果“璇玑玉衡”确是浑仪的话，就为战国时期已经有浑仪找到了文献的直接证明。

浑仪所观测的对象，除了日月五星（五大行星）以外，主要就是恒星。恒星满天布列，量多而无序，怎么来辨认呢？东西方的人走了一条共同的道路：给恒星以固定的名称。不仅每一颗星有具体的名称，相邻近的一些恒星还被组合起来赋予一个大的冠名。这些组合先民们称之为星官，西方人称之为星座。

西方人的星座主要有12个，统称为“黄道十二宫”，这也就是他们的恒星体系。

我国先民组合的星官有28个，统称为“二十八宿”，后来又发展为“三垣二十八宿”，这也就是我国古代的恒星体系。

二十八宿的恒星体系至迟在我国的春秋战国之际已经形成，1978年湖北随县擂鼓墩曾侯大墓出土的公元前433年以前的漆箱盖上所绘的彩色二十八宿全图，是最为强硬的证明。

东西方恒星体系的差异，具体星名与星群组合的不同只是表面的、次要的，而本质的、主要的不同则是在于坐标体系之上。天文学上的坐标体系，是为准确地确定天体的位置而建立的基准尺度体系，有黄道、赤道。