中国浑仪的发明大约是在公元世纪至公元世纪之间(即战国中期至秦汉时期)。
约公元前3世纪，希腊人制造了西方早的浑仪。
史籍记载浑仪的制造始于汉落下闳。他是蜀郡人，汉武帝时应召到京师长安参与制订《太初历》。落下闳以他制造的浑仪观测天象，测定了二十八宿的距度、五大行星的运动情况等等，为制定《太初历》取得了手资料。浑仪并不是落下闳发明的，他说：年轻的时候就能做这种仪器，那时只根据尺寸制作而已。用这架只有赤道坐标的仪器来度量太阳月亮的运动，发现两者的运动都不均匀，这同西汉天文学家们的想法不同，于是大家都在找原因，后来发现，日月的运动都是沿黄道的(当时月亮依白道而行的认识还未达到)，它们即使在黄道上均匀运动，以赤道来度量当然就是不均匀的了。
公元104年，东汉和帝下令贾逵另制一架仪器，用来测量日月的运动，他在浑仪上增设了黄道环，以黄道来测量日月运动，这就是我国历架黄道铜仪。
贾逵用他的黄道铜仪来测量日月的运动，发现太阳的运动显得均匀了(其实也应该是不均匀的，因他的仪器精度不够，当时也没有这样的认识)，而月亮的运动仍是不均匀的。贾逵根据自己的实际观测，得出结论：月亮的运动是不均匀的。这一发现是改进仪器得到的个结果，它导致了历法的进步，也丰富了人们对天体运动的知识，为以后太阳运动不均匀的发现打下了思想基础。
小的浑天仪模型制成后，作为试验，试验准确了，然后再用铜来铸成正式仪器。在张衡谨慎、细心操作下，耗费了许多心血，经过了一年多的努力，这个仪器终于制造成功了。因为这个仪器是根据浑天理论来制造的，所以张衡就把那个用竹蔑编成的模型叫做“小浑”，铜铸的就定名叫做“浑天仪”。张衡的浑天仪在好些地方和近代的假天仪相似，不过近代的假
天仪当然比它精密得多。
张衡采用齿轮系统把浑象和记时用的漏壶联系起来，用漏壶滴出来的水的力量带动齿轮，齿轮带动浑象绕轴旋转，一天一周，与天球同步转动。这样，就可以准确地把天象的变化表示出来，人在屋子里看着仪器，就可以知道某星正从东方升起，某星已到中天，某星就要从西方落下。
