L'astrolabio è uno strumento astronomico portatile che riproduce bidimensionalmente la sfera celeste.
Il suo utilizzo consente di calcolare immediatamente, per osservazione diretta, l'altezza del Sole o di un pianeta o di una stella qualsiasi sull'orizzonte, e quindi anche le ore trascorse del giorno o della notte. E' inoltre di valido aiuto nella risoluzione dei problemi dell'astronomia sferica e nella misurazione delle distanze dei luoghi inaccessibili.
La sua invenzione si fa risalire ad Ipparco di Nicea (II secolo a.C.): questo astronomo, infatti, conosceva già i principi che stanno alla base del funzionamento dell'astrolabio, in particolare quello di "proiezione stereografica", da lui utilizzato per la costruzione dell'orologio anaforico (indicante l'ora e le posizioni degli astri rispetto a una rete di coordinate).
L'astrolabio è piatto e di forma circolare: si compone di un supporto concavo (detto "madre") provvisto di un bordo graduato e di un anello di sostegno. Al centro di questo supporto sono posizionate le varie parti dello strumento.
Sulla parte posteriore c'è un braccio rotante (alidada) per la misurazione dell'altezza di qualsiasi astro all'orizzonte.
Sospendendo l'astrolabio e ruotando questo braccio è possibile traguardare una stella o il Sole e leggere poi l'altezza dell'astro sulla scala graduata.
All'interno della madre troviamo una o più lamine (i "timpani") con incisa la proiezione di punti della sfera celeste a una determinata latitudine.
Sui timpani è sovrapposto un particolare tipo di reticolato (la "rete") che può avere forme e decori diversi. Con un particolare sistema di puntamento (le "fiamme"), la rete indica la posizione delle stelle fisse più note, che per tipologia e per numero possono variare a seconda del modello di astrolabio.
Ruotando la rete sul timpano adatto alla latitudine dell'osservatore si può determinare la posizione dei corpi celesti (Sole e stelle fisse) in diversi giorni dell'anno e alle diverse ore del giorno.