发明于17世纪，后经不断改进。子午仪由望远镜、目视接触测微器、寻星度盘、挂水准器、太尔各特水准器以及望远镜支座等部分构成。望远镜通常是折轴式的，其水平轴指向东西方向，镜筒可在子午面内旋转，星光经过位于水平轴中央的直角棱镜，反射到水平轴的一端用超人差接触测微器或光电接收器进行记录。
子午仪水平轴上挂有一个高灵敏度的挂水准器，以改正水平轴的倾斜。在水平轴的两端各有一段精度极高的圆柱形枢轴，可保证水平轴倾斜误差和方位误差稳定不变。子午仪在一颗星的观测中间进行转轴，以抵消望远镜准直差等误差。利用太尔各特水准器，子午仪也可用于测量纬度或恒星赤纬。激光测卫等新技术已承担
了测定世界时的任务，但用于检测铅垂线变化，子午仪的作用仍无可替代。
