Questo orologio è costituito da una sfera cava di rame dorato di 21 cm con un meccanismo interno ad orologeria per la rotazione della sfera e il rotismo di trascinamento dei cerchi meridiani del Sole e della Luna.
La corona circolare, di 31 cm di diametro, è di ottone battuto e rappresenta l'orizzonte. Le altre parti dello strumento sono di bronzo fuso.
La corona massima che rappresenta l'orizzonte ha inciso sul bordo esterno i nomi dei punti cardinali: Septentrio, Occidens, Meridies, Oriens. Sul bordo esterno del parte piana della corona vi è una divisione in quattro quadranti con una scala graduata con passo di 10° ed elementi del computo per gli anni dal 1586 al 1627, relativi al calendario giuliano, per una metà della corona, e al calendario gregoriano, per l'altra metà. Segue, poi, una lamina sottile con incisi i nomi dei mesi, il numero dei giorni di ogni mese e la posizione del Sole nei segni zodiacali, la successione completa dei giorni mensili per tutto l'anno, con le lettere che indicano il giorno della settimana, nota la lettera domenicale per l'anno, i santi del calendario e le divisioni angolari corrispondenti agli ingressi del Sole in ogni segno zodiacale. Questa lamina ruotava in 366 giorni con un meccanismo regolato dal motore principale mediante opportune demoltiplicazioni con ingranaggi e con un asse, non più esistente, uscente dal quadrante posto nel polo sud.
Tutto il resto dello strumento è di bronzo fuso.
Sull'orlo fisso del piano della corona vi sono i nomi antichi dei venti corrispondenti alle varie direzioni.
La corona minore, ortogonale alla precedente e disposta in meridiano, ha indicate le zone climatiche: frigida, habitabilis, temperata torrida. Il meridiano è incastrato in una piccola sfera di sostegno su cui sono incisi a decoro un'aquila e un pellicano, alternativamente. Sotto questo piccolo globo, in una intaccatura a croce, sono avvitate quattro zampe di grifone artisticamente lavorate.
Al polo nord del globo celeste ci sono due quadranti, imperniati sull'asse polare, il primo, che segna i quarti d'ora, ha una numerazione da I a IIII ripetuta due volte, cosicché la lancetta, andata perduta, faceva una rivoluzione completa in due ore; l'altro quadrante ha una doppia numerazione, in numeri arabi da 1 a 24 e in numeri romani, nella corona più esterna, da I a XII, ripetuta due volte, per le ore diurne e per le notturne. Questi due quadranti, racchiusi da corone di rame dorato, sono in argento e smaltati a fuoco con fregi fitomorfi in smalto traslucido colorato a smeraldo, turchino, rubino e topazio. Il quadrante al polo sud ha un indice fisso rispetto al quale la lancetta perduta compiva una rotazione in 12 ore, misurate per mezzo della numerazione romana da I a XII.
Altri due assi coassiali con il polare hanno movimento indipendente e trasportano il cerchio del Sole e quello della Luna, che però è andato perduto.
Sulla superficie del globo sono incisi i sistemi di coordinate. E' rappresentata l'eclittica che permette di dividere il globo in due emisferi. Su questa divisione è inserita una sottile corona dentata d'acciaio che permetta al Sole di variare la sua posizione, durante il suo moto annuo, da +23° a -23°. Per il sistema equatoriale sono tracciati l'equatore, i due tropici e i circoli polari.
Le costellazioni rappresentate sul globo sono quelle di Tolomeo, sono incise col bulino e recano i nomi in latino. Le stelle sono tracciate con asterischi di diversa grandezza a seconda della propria magnitudine. Una tabella riassume il rapporto tra le dimensioni degli asterischi e le magnitidini tolemaiche. Le stelle più significative riportano inciso sia il valore della magnitudine sia i relativi segni planetari. Le nebulose sono rappresentate da cerchietti e la Via Lattea ha il contorno tratteggiato.
In un ovale posto nell'emisfero sud, racchiuso da un elegante decoro floreale sono incisi i nomi dei costruttori e l'anno di realizzazione.