渾天儀是渾儀和渾象二者合一的總稱，東漢張衡所創。渾儀是測量天體球面坐標的一種儀器，它模仿肉眼所見的天球形狀，把儀器制成多個同心圓環，整體看猶如一個圓球，然后通過可繞中心旋轉的窺管觀測天體。渾象是古代用來演示天象的儀表，早為西漢耿壽昌所創制，張衡對其進行了改進，它的構造是一個大圓球，上面刻畫或鑲嵌星宿、赤道、黃道、恒穩圈、恒顯圈等天象標志，類似于現今的天球儀。

由于這件渾天儀能夠科學地演示日月交食之成因，一經入宮使用，對于剛剛結束新舊歷法之爭的康熙朝，在再度應用西洋歷法、改進中國測天儀器等方面，都起了積極的誘導作用。銀鍍金渾天儀的黃道帶上鐫刻滿漢文，漢文為“康熙八年仲夏臣南懷仁等制”。

在通軸的一側又設有太陽圖形、月亮圖形和小游表。旋轉渾天儀可以演示太陽、月亮圍繞地球轉動以及日月蝕等天體運行情景。渾天儀是清康熙年間欽天監官員南懷仁等制造，并于康熙八年（1669年）進呈朝廷的。儀器由三層環架組合、上圓下方的造型，是中國傳統渾天儀的表現形式，但在刻度和設計原理上卻采用了西方法度及5世紀托勒密的地心說，可見這是中西科技融合的作品。