Ideato dai greci, fu in uso presso arabi ed europei fino a tutto il XVII secolo, quando fu soppiantato dal sestante. Gli esemplari più antichi esposti nei musei, sono di costruzione araba. Questo strumento forniva una sintesi di gran parte delle conoscenze astronomiche codificate in simboli e in forme geometriche. Esteriormente esso assomigliava a un orologio da tasca, largo da dieci a quaranta centimetri ed era costituito da un disco piatto sul dorso e concavo sul davanti. A prima vista le sue facce erano coperte da una rete inestricabile di linee. Questa complessità era dovuta al fatto che sulla stessa superficie dovevano trovare posto molti dati astronomici, che permettevano di risolvere un gran numero di problemi:
• individuazione della posizione degli astri,
• calcolo dell'ora locale,
• individuazione del momento dell'alba e del tramonto sia del sole che delle principali stelle,
• previsione dell'inizio dell'aurora e della fine del crepuscolo,
• trovare la latitudine partendo sia dalle osservazione della polare che da osservazioni solari,
• trovare la distanza di oggetti di notevole altezza (fosse o no nota la base),
• risoluzione di problemi astrologici. Naturalmente ai marinai non interessavano tutte queste funzioni.
Di fatto gli astrolabi che venivano portati a bordo erano molto semplici, perché dovevano misurare solo un'altezza angolare. Le parti dello strumento erano:
1. un piatto metallico di varia grandezza (il diametro da dieci fino a quaranta centimetri) il cui bordo (limbus) era graduato in 360°; tanto nel recto (facies) che nel verso (dorsus)
a. la facies presentava una concavità detta timpano (arabo: shafian) dove entravano due dischi, uno cilindrico (mater) l'altro traforato, detto rete (volvellum).
2. Imperniata nel centro del dorso ed aderente ad esso, girava una alidada diametrale, munita di traguardi all'estremità.
3. Il timpano valeva per una latitudine geografica designata e portava incisa la proiezione stereografica del sistema equatoriale e dell'altazimutale, intendendosi l'occhio nel polo australe della rotazione diurna, così che il centro del timpano era occupato dal polo boreale.
4. Il dorso del piatto su cui era inciso solitamente un calendario perpetuo, poteva fungere anche da meridiana, quando nel suo centro si fosse conficcato uno stilo la cui ombra solare avrebbe dato l'ora vera; e finalmente con l'alidada si sarebbero misurate le altezze degli astri, quando all'astrolabio si fossero fatte assumere la posizione verticale, sospendendola per l'anello (armilla sospensoria) a cui era assicurata mediante una maglia.