La sfera armillare è composta da sei cerchi mobili, rappresentanti i pianeti fino a Saturno, da due cerchi fissi, del diametro di 28 cm, che rappresentano il Coluro dei Solstizi e il Coluro degli Equinozi e dal circolo dell'eclittica. Il globo dorato al centro, del diametro di 3,5 cm, rappresenta il Sole. I cerchi, di legno, sono rivestiti di carta e sono mobili attorno all’asse centrale verticale. Essi rappresentano le distanze dal Sole dei pianeti Mercurio (5 cm), Venere (7 cm), Terra (12,5 cm), Marte (18,5 cm), Giove (20 cm) e Saturno (22,5 cm).
Per ognuno di essi, sul relativo cerchio sono indicati: la distanza dal Sole (in semi diametri terrestri); l’inclinazione dell’orbita sul piano dell’eclittica; il tempo di rivoluzione. Il cerchio terreste è dotato anche di un supporto mobile che sorreggeva la Luna, ora perduta.
Sul retro del Coluro degli Equinozi sono riportate le ultime scoperte dell’epoca relative ai corpi del Sistema Solare: Urano (31 Marzo 1781), Cerere (1 Gennaio 1801), Pallade (28 Marzo 1802), Vesta (29 Marzo 1807), Giunone (1 settembre 1804).
La sfera fu assegnata alla Specola nel 1813, assieme ad altri oggetti provenienti dal soppresso liceo di S. Giustina.
Dal 1972 al 1999 essa fu concessa in deposito temporaneo all’Istituto e Museo di Storia della Scienza di Firenze.