广义上，所有可以显示时间和天文信息的钟也都可以称作天文钟，其中的天文信息包括天空中太阳和月亮的位置，月相盈亏，日食，夜晚某时刻的星空、恒星时以及其他天文信息等。

形式上，天文钟以地心说模型进行表示，钟面中心为地球，通常以一个圆形或球形标记，同时用一个金色的球表示绕地转动的太阳，此外还有其他标记用以表示月球及其他天体。天文钟通过将动力机械与传动机械组合在一起，利用若干组齿轮系减慢机轮运动，从而获得与天体实际运动基本一致的恒定速度，既能够表示天文信息，又能够用于计时。

北宋时，苏颂与韩公廉在元祐四年（1089）初制成水运仪象台，高约10米，由稳定的水流提供动力，推动报时系统、浑象（用于演示夜空状况）与浑仪（用于天体测量）的运转，具有完善的自动化动力与演示系统，是世界上最早的天文钟，并著有《新仪象法要》，较详细讲述了制造过程。英国科学史学者李约瑟称其为“中国的天文钟”，中国历史博物馆和英国科技博物馆等博物馆都收藏了其等比例复原品。

欧洲最早出现的天文钟是圣奥尔本修道院院长R.沃林福德（Richard Wallingford，1292～1336）在14世纪早期建造的一座天文钟，以不同的齿轮演示月相与月食，并留下技术说明；另外在意大利帕多瓦的天文学教授G.东迪（Giovanni de' Dondi，1330～1388）在1364年亦独立建造了一座天文钟，除显示时间外亦演示托勒密体系之下行星轨道的运行情况。

其他世界著名的天文钟还有斯特拉斯堡大教堂天文钟、布拉格旧市政厅天文钟（见图）、奥洛穆茨天文钟、德隆大教堂天文钟、哥本哈根市政厅天文钟、拉斯马斯·泽尔讷斯天文钟等。已用电子时钟取代了传统的专用天文钟。

布拉格天文钟