Lo strumento è composto da quattro circonferenze in ferro a rappresentare altrettanti meridiani celesti. Vi sono, inoltre, cinque circonferenze perpendicolari alle prime che rappresentano l'equatore e due paralleli celesti in ciascun emisfero. La sfera armillare è retta da un sostegno in legno poggiante su una colonna tornita che termina con tre gambe lavorate. Può ruotare attorno alla verticale perché è imperniata ai poli ad una circonferenza di ferro fissata al sotegno di legno. Un asse va da un polo all'altro e passa attraverso una sfera in legno, rappresentante la Terra, che è posizionata nell'esatto centro della struttura. Un braccetto metallico fissato ad uno dei cerchi meridiani sorreggeva la sferetta indicante la Luna (oggi non più esistente).
All'estremità Nord dell'asse di rotazione un indice scorre su un cerchio graduato.
Una fascia metallica fissata alla sfera e inclinata rispetto all'equatore celeste circonda la sfera stessa: su di essa è tracciata l'eclittica e sono disegnate le costellazioni zodiacali (ora leggibili con molta difficoltà).

cieli Brera, I cieli di Brera : astronomia da Tolomeo a Balla, a cura di Buccellati G./ Tucci P., Milano, Università degli Studi di Milano, 2000

Miotto E./ Tagliaferri G./ Tucci P., La strumentazione nella storia dell'Osservatorio Astronomico di Brera, Milano, Edizioni Unicopli, 1989