水运仪象台是由北宋科学家苏颂、韩公廉等人于1086年开始设计，1092年完成的大型自动化天文仪器。它集天文观测、天文演示和报时系统为一体，由水力驱动，具有极高的历史价值和科学价值。水运仪象台高12米，宽7米，由三层组成，从上到下分别是：浑仪、浑象和报时装置。浑仪用来观测天体，浑象则用来演示天象。报时装置则通过木人及击钟、击鼓等方式，自动报时。水运仪象台的设计非常精巧，其原动轮称为枢轮，边缘有水斗和铁拨子。顶部设杠杆装置，相当于钟表的擒纵机构，可控制枢轮作定速转动。这是世界上最早的擒纵装置，在机械发展史上具有重要价值。计时装置称作昼夜机轮，经由木人及击钟、击鼓等方式，自动报时。上设浑象和浑仪，用来观测天象和显示天体运行。浑仪所处木屋有可开合的屋面板，与现代望远镜观测的可开启屋顶具有相同的作用。水运仪象台由水力通过一组齿轮系统予以驱动和运行。水流系由河车经筒车灌注到天河（受水槽）中，再经铜壶滴漏装置（天池，平水壶）驱动枢轮。苏颂在设计完成后，曾上书皇帝，请求皇帝为这台仪器命名。最后，宋哲宗皇帝将其命名为“元祐浑天仪象”。水运仪象台的设计制造，体现了中国古代科技的高度发展，也是中国古代科学家对世界科技发展的重要贡献。在水运仪象台制成后，其复制和研究工作也一直在进行。20世纪50年代，清华大学刘仙洲教授和中国科学院外籍院士、英国剑桥大学李约瑟博士开始了水运仪象台的复原研究。到了1950年代末期，国家文物局科学史研究专家王振铎先生按照1：5的比例复原了水运仪象台，并在历史博物馆展出，但不能通过水力自主运转。之后的几十年里，又有几台水运仪象台的复制品完成，包括1988年在福建省同安县的苏颂科技馆展出的1：1比例复制品，以及1993年和1997年分别由台湾的台中科学博物院和日本长野钟表博物馆完成的1：1比例模型。然而，这些复制品均不能通过水力自主运行。
从2000年开始，由清华大学、北京航空航天大学、同济大学和西北农林科技大学联合成立的课题组继续对水运仪象台进行技术攻关，以期解决其水力自主运行的问题。中国科学院自然科学史研究所孙小淳教授和中国科学技术大学李志超教授对复原工作有着开创性贡献。
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