古代地動儀雕塑幾乎囊括了當(dāng)時所有先進的天文學(xué)知識。為了使渾天儀能夠按照時刻自己轉(zhuǎn)動，張衡又設(shè)計了一組滴漏壺。滴漏壺是古代測知時刻的儀器，它用一個盛水的器皿，下面開個小孔，水一滴一滴流到刻有時刻記號的壺里，古代地動儀雕塑人們只要看到壺里水的深淺，就可以知道是什么時刻。張衡運用這個原理，設(shè)計了一組滴漏，巧妙地應(yīng)用兩個壺和渾天儀配合起來，利用壺中滴出來的水的力量來推動齒輪，齒輪再帶動渾天儀運轉(zhuǎn)，古代地動儀雕塑通過恰當(dāng)?shù)剡x擇齒輪個數(shù)，巧妙地使渾天儀一晝夜轉(zhuǎn)動一周，把天象變化形象地演示出來，人們就可以從渾天儀上面觀察到日月星辰運行的現(xiàn)象。

古代地動儀雕塑從外觀上來看有八個方位，每個方位上均有口含龍珠的龍頭，在每條龍頭的下方都有一只蟾蜍與其對應(yīng)。任何一方如有發(fā)生，該方向龍口所含銅珠即落入蟾蜍口中，由此便可測出發(fā)震的方向。古代地動儀雕塑八龍在上象征陽；蟾蜍居下象征陰，龍與蟾蜍的組合，構(gòu)成了陰陽上下的動靜的辯證關(guān)系。在自然界中，蛇與蛤蟆是一對互為捕食的關(guān)系，而在將蛇與蛤蟆神化抽象而成龍和金蟾，這也符合了“陰陽相生”的理論。

古代地動儀雕塑是渾儀和渾象的總稱。渾儀是測量天體球面坐標(biāo)的一種儀器，而渾象是古代用來演示天象的儀表。古代地動儀雕塑發(fā)明者是閬中人落下閎，后又被我國東漢天文學(xué)家張衡所改進。中國現(xiàn)存早的渾天儀制造于明朝，陳列在南京紫金山天文臺。渾儀是一觀測儀器，內(nèi)有窺管，亦稱望管，用以測定昏、旦和夜半中星以及天體的赤道坐標(biāo)，古代地動儀雕塑也能測定天體的黃道經(jīng)度和地平坐標(biāo)。渾儀由早期四游儀和赤道環(huán)組成。從漢代到北宋渾儀增加了黃道環(huán)、地平環(huán)、子午環(huán)、六合儀、白道環(huán)、內(nèi)赤道環(huán)、赤經(jīng)環(huán)等。北宋的沈括取消白道環(huán)、改變一些環(huán)的位置。元代郭守敬取消了黃道環(huán)，并把原有的渾儀分為兩個獨立的儀器：簡儀和立運儀。小的古代地動儀雕塑模型制成后，作為試驗，試驗準(zhǔn)確了，然后再用銅來鑄成正式儀器。在張衡謹(jǐn)慎、細(xì)心操作下，耗費了許多心血，經(jīng)過了一年多的努力，這個儀器終于制造成功了。因為這個儀器是根據(jù)渾天理論來制造的，所以張衡就把那個用竹蔑編成的模型叫做“小渾”，銅鑄的就定名叫做“渾天儀”。張衡的渾天儀在好些地方和近代的假天儀相似，不過近代的假天儀當(dāng)然比它精密得多。

古代地動儀雕塑是渾象和渾儀的總稱。渾象的構(gòu)造是一個大圓球上刻畫或鑲嵌星宿、赤道、黃道、恒隱圈、恒顯圈等，類似天球儀。 渾象主要用于象征天球的運動，表演天象的變化。渾象是由中國天文學(xué)家耿壽昌發(fā)明于公元前2世紀(jì)中葉的西漢時期。古代地動儀雕塑東漢的張衡水運渾象又對后世渾象的制造影響很大，宋朝的水運儀象臺則達到目前渾象發(fā)展的高峰。中國現(xiàn)存的渾天儀制造于明朝，陳列在南京紫金山天文臺。