水运仪象台的报时部分也精巧绝伦。它共分五层,其中三层用于白昼报时,两层用于夜间报时,共有承担报时职能的木人254个,每个时辰分时初与时正,分别由左门小人摇铃和右门小人敲钟报出,每至一刻由中门小人击鼓。第二、三层的木人分别举辰牌与刻牌,当非正点辰刻没有报时声的时候可从牌上看出当时的时辰与刻数;第四、五层的木人敲钲以报更,没有报更声的时候可从木人所举更牌上看出更次。水运仪象台的整台仪器由水提供动力自动运转。它的又一项重要发明是其“天衡”装置,它类似于近代钟表的擒纵器(卡子),控制着仪器,使之均匀运动。
国际科学史界对水运仪象台的评价极高,认为它是现代钟表的祖先。关于它留下了较详细的记载,特别是其机械结构、装配图等都收于苏颂所著的《新仪象法要》一书中。
苏颂还制造过另一台大型天文仪器,据《玉海》记载,它是一架假天仪,“大如人体。人居其中,有如笼象。因星凿窍,如星以备。激轮旋转之势,中星、昏、晓,应时皆见于窍中。星官历翁,聚观骇叹,盖古未尝有也。”据研究,这台仪器的主体是用竹条制成的球体,很像一个圆形笼子。表面上再用不透明的纸绢裱糊,并按星宿位置校算开孔①。人坐在密封的球内,球面上小孔透过来的光如同夜空中的繁星。这种便于演示和观察天体运行的仪器,可以说是今日天象仪的鼻祖。
宋代制造的天文仪器,数量众多,精密复杂,并有不少创新,这是中国古代天文学发展进入高峰的重要标志。