南北朝时，到宋文帝元嘉十三年（436年），太史令钱乐之铸造了一座浑天铜仪，实际上是一座浑象，即天球仪。元嘉十七年（440年）时，钱乐之又制作了一座小浑天。它的形制，亦是“象天运，而地在其中。” 依旧是“安二十八宿中外星官备足”。宋以后的梁代亦制作过浑天象。浑天象、浑象、浑天仪等，在名称上的区分并不严格，它们都是形象化的星图。它的功能与作用都比星图多，制作亦比星图困难。
南宋史学家李心传于《建炎以来朝野杂记》甲集卷四有以下的记载：
浑天仪，古器也。旧京凡四座，每座约用铜二万斤。至道仪在测验浑仪所，皇祐仪在翰林天文局，熙宁仪在太史局天文院，元祐仪在合台。绍兴三年，工部员外郎晋陵袁正功献浑仪木样，命有司制之，太史局请折半制造，广西浑天仪雕塑，计用铜八千四百余斤。诏工部侍郎提举，后以巡幸不克成。时资州龙水县士人张大橶以木为盖天，言可备
军幕中候验。七年，席大光为制置大使，献诸朝。其后，上在容中自作浑仪，浑天仪雕塑哪家好，然制差小。十四年四月，遂命 有司制之，内侍邵谔领其事，久之乃成。三十二年，以授太史局焉。
在西方，浑仪在希腊文明中诞生，约公元前3世纪时用作教具。
铜仪的两侧附有玉虬（龙）各一，吐水入壶，浑天仪雕塑加工，左为夜，右为昼。壶上分别立着金铜仙人和胥徒，“皆以左手抱箭，右手指刻，以别天时早晚”。更有妙者：台阶下还有内装机关与两壶相联的瑞轮、荚，靠着滴水的推动，依照月亮出入圆缺的变化，不停地旋转开合，表示着朔、望、弦、晦等日期，有如活动日历一般，可见这件浑天仪及其附器，与近世的假天仪有许多相似之处。在此仪诞生的年，张衡先用竹篾制成一个模型，名曰“小浑”，进行了一系列的试验和校正，然后才铸作大仪。浑天仪是张衡血汗的结晶。他接着写了《浑天仪图注》和《漏水转浑天仪注》两本说明书，又撰成《灵宪》一部，绘制《灵宪图》一份。
浑天仪是用精铜铸成的球体模型。它利用齿轮，带动浑象绕轴旋转，并使浑象的转动与地球的周日运动相等，这样就可以把当时肉眼能观测到的天体现象，几乎全部表示出来。人们坐在屋里看仪器，可以清楚地观察到日月星辰起落的现象，这在当时确是一项了不起的创造。后来，在此基础上，先后经过唐代僧一行，未代张思训和苏颂等人的改进，制造了早天文钟，在中国科技又写上了光辉的一笔。
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