黄道经纬仪是中国第一台以现代的黄道坐标系统作观测的仪器，适用于作观测太阳和行星等天体的运动。它代表着中国和西方文化与科技交流的重要成果。原物长2.3米，阔1.77米，高3.34米，重约2752公斤。黄道经纬仪主要分为外层环圈，只有一个子午圈；中层环圈,由极至圈和黄道圈组成；内层环圈，由黄道径圈、通轴和横表组成；座架，包括云座、升龙、十字斜交梁和狮子。
黄道经纬仪是清朝制造的八件大型铜铸天文仪器之一，也是我国重要的古天文观测仪器。1673年制成，重达2752千克，至今仍完好地保存在北京古观象台的观测平台上。
黄道经纬仪的外层是南北向正立的“子午圈”，子午圈内的一个大圈叫做“极至圈”，用钢轴契合在子午圈的两个极点上，因此，叫做“黄道经纬仪”。在极至圈内，套着一个斜躺着的大圈，这个大圈平行于地球绕太阳旋转的黄道，叫做“黄道圈”。黄道圈上刻有度数和黄道十二宫的图案，是黄道经纬仪的基本大圈。有一根垂直于黄道圈面的钢轴联接黄道南、北两极。最里面的一个圆环叫做“黄道经圈”，与黄道南、北两极相连，并且可以绕钢轴旋转，圈上也刻有度数。在观测天体时，可根据黄道圈和黄道经圈的刻度来定出太阳和行星的位置。
整个仪器的观测部分放置在一个半圆云座内，由两条背向而立的苍龙托起，苍龙的爪子紧紧抓住雕有云纹斜交的十字交梁上。
陈列在北京古观象台台顶的西南角.制于康熙八年至十二年(公元1669-1673年)，由比利时传教士南怀仁监制。仪重2752千克，仪高3.492米。是我国第一架独立的黄道坐标系统观测仪器。外圈正立的是子午圈，两极安有铜轴，用半圆契合，使它固定。里面为极致圈，连接在极轴上。距黄极90度，横置着黄道圈，和极致圈相直交，两圈的交点，靠近北极者为夏至点，靠近南极者为冬至点。最里面是黄道经圈，用铜轴贯于黄道南北极。支撑子午圈的是一个半圆形云座,座下用两条相背升龙支撑，下接斜十字交梁。此仪主要用于测量天体的黄道经度和纬度以及测定二十四节气。由于我国历代天文学家对黄道坐标系统并不十分重视，因此，该仪制成后使用较少。
中国古代天文仪器的发展在宋元时期达到高峰，但到明朝却陷于停滞。与之相反，14世纪在西方开始的文艺复兴衍生出一批影响深远的科学家和天文学家。他们的科学及技术概念随着耶稣会传教士来华传入中国。清康熙八年（公元1669年），康熙委任传教士比利时人南怀仁为钦天监监副。南怀仁将第谷的天文仪器设计理念带来中国，并在1669～1673年制成了六件大型仪器——赤道经纬仪、黄道经纬仪、地平经仪、象限仪、纪限仪和天体仪，安放在北京的观象台上，成为留存至今的重要中国古代天文文物。