水運儀象臺在歷史上的地位，毫不亞於渾天地動儀。

這是由北宋時期的韓公廉、蘇頌等發明家設計的，以水力驅動的複雜儀器。水運儀象臺既可用於天文觀測，又能模仿星象運轉，還具備精準報時的功能。可以說，隨著水運儀象臺的發明，中國古代的天文儀器製造史達到了巔峰。

元祐元年，在司天監的主持下，水運儀象臺的設計如期展開了。最終，經歷了七年時間，蘇頌、韓公廉等參與設計的發明家，完成了水運儀象臺的設計工作，並著手製造了水運儀象臺所需的精密元件。

因為，水運儀象臺中應用了擒縱器，所以一些西方科學家認為這件來自中國的水運儀象臺，很有可能是世界史上首個真正意義的天文鐘。

從古籍的描述中我們可以看到，水運儀象臺的底座呈正方形，其結構上寬下窄。從規模來看，與其稱其為儀器，倒不如說這是一座天文建築。它的高度約為十二米，僅基座便有七米高。除了基座之外，水運儀象臺的主體結構可分為三層。

位於最下層的，是一套精密的報時裝置。整個水運儀象臺的驅動結構，大多位於下層。人們可透過向南開啟的木門進入水運儀象臺，而水運儀象臺的下層總共由五層木閣組成，每一個木閣的背後都有一套傳動系統。

位於中層的是立方形的封閉結構密室。在這間密室，可以看到一座恢宏壯觀的渾象儀，也就是最早的天文模型。受“天圓地方”思維的影響，渾象儀的主體部分是由“天球”與“地平”構成的。因為有機械帶動天球旋轉，所以這座渾象儀可以模擬晝夜交替，在這個天文模型上我們還能觀察到天象在晝夜間的變化。

位於頂層的是露天高臺，此處設定了一座高大的渾天儀，整體由龍柱支撐，頗為壯觀。為了維持渾天儀的水平，在基座下還設定了水槽。除此之外，渾天儀的上方覆蓋了用以遮風擋雨的木質隔板。在觀測時，可隨時開啟隔板，轉動渾天儀。

“水運儀象臺”這個名字，是蘇頌命名的。不過，按照封建王朝的慣例，類似的發明創造需請示皇帝進行定名，因此蘇頌在為儀器取名之後，仍循規蹈矩地請示聖上：“若但以一名命之，則不能盡其妙用也，恭俟聖鑑，以正其名也。”

然而，蘇頌沒想到，自己此前為儀器取的臨時名字竟為他招致殺身之禍，許多蘇頌的政敵站出來彈劾蘇頌，想要將其置於死地。

太史局直長趙齊良奏疏宋哲宗，說：宋代以火德立國，蘇頌以“水運”為儀器命名，對江山社稷不敬。要知道，水火不相容，在當時若趙齊良給蘇頌羅織的罪名成立，那麼，蘇頌必定被處以極刑。好在，宋哲宗向來重視蘇頌，並沒有在意他給儀器取的名字，只是將渾天儀改名為“元祐渾天儀象”便作罷了。

那麼，這尊天文儀器最終的命運如何呢？

北宋末年，金兵南下攻陷汴京，在城內奸淫擄掠無惡不作。皇宮中珍藏的寶貝均被洗劫一空，水運儀象臺亦被運往金地。然而，在運輸的過程中，由於路途顛簸，以至於，水運儀象臺內的部件多有損壞，等到水運儀象臺被送到燕京時，基本已失去了報時功能。

此外，由於燕京與汴京之間的經緯度存在差異，所以水運儀象臺變得不再精準。金人將水運儀象臺棄置於燕京城內，後來在一個陰雨天氣水運儀象臺遭到雷擊，位於上方的渾天儀摔落。隨著金為元所滅，水運儀象臺最終被拆毀。

南宋建國之後，高宗曾多次主張再修一座儀象臺。不過，當年參與水運儀象臺設計的工程師多已亡故，因此高宗只能找來蘇頌的助手袁惟幾。可惜的是，袁惟幾雖然參與了當年的製造工程，但並未掌握水運儀象臺的核心技術，袁惟幾研製了多年仍無法復刻當年老師所作的水運儀象臺。

無奈之下，宋高宗又召見了蘇頌的兒子蘇攜，希望他能以其父留下的筆記複製天文臺。遺憾的是，蘇攜雖然也是一名出色的天文工作者，但他的水平有限，“亦不能通也”。到了後來，秦檜、朱熹等重臣也參與到水運儀象臺的研製中，可這些大臣都是文臣，根本沒有多少天文知識，仰仗他們發明天文臺簡直是天方夜譚。

從南宋復刻水運儀象臺失敗這件事裡我們也能看出，蘇頌的水運儀象臺結構有多精妙。中華人民共和國成立後，清華大學劉仙洲於1953年─1954年發表《中國在原動力方面的發明》、《中國在傳動機件方面的發明》兩篇關於對此儀動力研究的論文，另外英國科技史學者李約瑟對此儀的動力也有研究，在1956年於《自然》雜誌發表論文。

中國考古學家王振鐸於1958年最先復原水運儀象臺模型，除了發表《揭開了中國“天文鐘”的秘密》論文外，還繪製了復原詳圖存世。該復原原件存放於中國歷史博物館；主要由蘇州市古代天文計時儀器研究所復原並送至各地科技館或天文館收藏。