仪器南北向的大圈为子午圈，上刻周天360?。与子午圈相交的有三重环圈，外重为天常赤道圈，分初、正二级，上刻十二时辰；中重为游旋赤道圈，上刻赤道十二宫；最内为过极游圈，其上一边开中锋，对应的另一边留中线，可用作游标进行观测。

仪器由花梨木支架承托，在木座中心放置一指南针。子午圈的外壁镌刻“大清乾隆戊戌年制”（乾隆四十三年，1778年）铭文。

清宫造办处于乾隆九年（1744年）至乾隆四十五年（1780年）先后承皇帝旨意，制造了4架没有实测意义的模型，成造于乾隆九年的第一件曾是观象台上大型实测器“玑衡抚辰仪”的模型，后来的3件被当作礼器用于宫殿内的陈设，这件仪器即其中的一件。公晷仪指可使用于北纬度任何一地区的日晷仪，"公"即通用之意。在地球表面上，通过某地点和地球南北极的大圈称子午圈。在天文学上通常以这个圈投影于天球上，也就是通过天顶、天底、地平的南北点的天球上的大圈称该地方的子午圈。

三辰仪中固定不动的赤道圈。

天球或地球上，连接距离两极90°之点所形成的大圈称赤道，包含地球中心和地球赤道的平面和天球所交成的大圈，就是天球的赤道。

三辰仪中能绕周圈转动的赤道圈。

赤道十二宫即十二次。古人把周天分为十二次，用来观测太阳、月亮和五星的运动及节气的变易。此仪沿赤道带自西向东化分为十二宫，其名称顺序是星纪宫、玄枵宫、娵訾宫、降娄宫、大梁宫、实沈宫、鹑首宫、鹑火宫、鹑尾宫、寿星宫、大火宫、析木宫。内廷东、西六宫的合称。《周礼·考工记》中已经有“掌王之六寝之脩”、“以阴礼教六宫”的六宫六寝制度的记载。明代紫禁城乃至皇城都严格按照《周礼》的制度营建，因此内廷中轴线左右各设六宫，作为妃嫔的居所，东西合为十二宫，与“地支”数目相符。仪器上用于观测目标且可游动的指示器。玑衡抚辰仪是在铜镀金三辰仪基础上铸成的大型实测浑仪，历时八年，于乾隆十九年（1754年）完成，据虞书舜典中“在璇玑玉衡以齐七政”古义，故定名为“玑衡抚辰仪”。