隨著天文觀測的結果越來越多，也越來越精確，於是中國古代的天文學家也一一將這些觀測天文所得到的規律和特徵裝置到觀測儀器上頭。所以觀察北宋時期蘇頌所製作的渾儀（在水運儀象臺的頂層），可以發現天文觀測儀器上有各種環圈層層疊疊地套接在一起。不僅製作困難，環圈也阻擋了觀測時的視線。於是天文觀測儀器的構造開始朝向簡單化設計，去除掉用在演示天體運行的環圈，只保留觀測需要用到的環圈。最後由元代的天文學家郭守敬設計出簡儀，在簡化觀測儀器構造的同時，還大幅提升天文觀測的精確度，將中國古代天文觀測技術推向了頂峰。
簡儀是元代的郭守敬在至正十三到十六年（1276～1279）所設計製作完成，設置在當時的大都（今北京）太史院靈台之上。一直到清代初年，都擺置在北京的觀象台。但是清康熙四十五年（1715）時，傳教士紀利安（Bernard Kilain Stumpf, 1655-1720）在製造地平經緯儀時，將北京的簡儀當作廢銅熔掉，因此簡儀的原件已經不在了。所幸明代正統四年（1439）時曾經根據郭守敬的簡儀原作仿製一件，目前這座明代仿製的簡儀仍放置在南京的紫金山上。國立自然科學博物館所展示的簡儀，是複製自南京紫金山明代所複製的簡儀。
簡儀的基本構造原理和過去的渾儀相同，但盡可能把不是一定必要的環圈都加以去除，避免過多的環圈阻礙觀測。因此簡儀只保留了四遊儀（四遊雙環）、窺衡（相當於原本的窺管）、百刻環（相當於原本赤道環的外圈）、以及百刻環內的赤道環，相當於現今天文觀測儀器的赤道儀系統。並且將渾儀中原本互相交疊的四遊雙環和赤道環分開，讓百刻環和赤道環設置在四遊儀的底部，就不會阻擋到窺衡的觀測。
原本設置在渾儀最外圈的六合儀，雖然相當於現今天文觀測儀器的經緯儀系統，但受限於渾儀轉動的方式是以赤道儀的方向轉動，所以經緯儀的功能受到限制。簡儀則是將經緯儀的功能獨立設置在簡儀前方，由立運環、陰緯環、並搭配另一具窺衡所組成。既不會影響主要觀測系統的視線，操作上反而更便利。
在減少觀測阻礙的同時，簡儀的設計也大幅提高天文觀測的準確度。包括在窺衡中央加入細線，用來準確對準窺衡與待測星體的位置；以及改變百刻環的刻度設計，讓角度的精確程度達到十分之一度（過去的精確度只有四分之一度）。這些新設計相較於過去中國的天文觀測工具與技術已經有明顯的不同，並且與三百年後16世紀歐洲近代天文觀測技術的設計（天文學家第谷）更為相近，算是一種劃時代的創新。
簡儀底座上的正方案，原是郭守敬所發明進行方位校準的儀器。不過明代仿製的簡儀將正方案替代成為日晷，所以目前科博館所展示的簡儀底座上也是日晷。日晷的功用同樣是在校準方位，要讓簡儀能夠正確朝向北方。
關於簡儀各項構造的設計細節與操作方式，未來還會一一仔細介紹。
整體來說，簡儀的設計不僅是把渾儀簡化，還新增許多可以讓天文觀測更為準確的設計，也是中國天文觀測技術的一個頂峰。但可惜在這之後，中國的天文觀測就沒有比較重要的突破，漸漸落後於西方的天文學發展。所以到了清代之後，中國的欽天監（天文官）經常由西方傳教士擔任，像是前面提到過的紀利安，以及較有名的湯若望與南懷仁等人。
而西方天文學的發展，雖然十六世紀時的歐洲天文學家第谷的觀測技術晚了郭守敬將近三百年，但是第谷對行星運行的精確觀測記錄，卻引發了後續克普勒提出行星運動三大定律。配合哥白尼的日心說、伽利略的運動學觀察，最後由當時另一位科學家牛頓能夠以萬有引力定律來解釋一切從星體的運行到日常物體運動的原理。於是科學的進展，不只是天文學，從此一日千里。
所以從簡儀的故事，我們可以進一步認識科學歷史的演進，真是個相當有趣的過程。
關於簡儀的詳細介紹：
- 簡儀的設置－正方案與定極圈的運用
- 簡儀提升觀測精確度的設計－刻度與窺衡的改進
- 簡儀的操作－認識中國古代天文觀測的座標系統
- 立運環－簡儀中的地平觀測系統
說明設置簡儀時，如何調整水平、方位並對準天極。其中包含簡儀底座水渠、正方案與定極環的介紹。
百刻環的刻度設定與窺衡的改進，是簡儀更進一步提升觀測準確度的重要設計。
由於簡儀的構造比較簡單，所以用簡儀的操作可以比較清楚來認識中國古代天文的座標系統。
簡儀前方的立運環屬於地平觀測系統，觀測天體所在位置的水平方位與垂直仰角，類似今日觀測儀器的經緯儀，與簡儀主要的赤道儀類型觀測系統不同。
其他參考資料：
維基百科：欽天監
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%92%A6%E5%A4%A9%E7%9B%91
中国古代观天仪器-简仪
https://sa.sogou.com/sgsearch/sgs_tc_news.php?req=8yKQgtwH5k_OaEnp-w1TKJMc0k4xi3RsaMmNP0gkPXs=&user_type=1
紫金山天文台的简仪
http://www.talknj.com/special/139/20140628/123.html