观象台平面呈正八边形，内部中空，立面由下往上收分，南面出歇山顶抱厦，北面设券门。观象台顶部设置了北宋天文学家苏颂等人创建的大型天文仪器水运仪（仿品），这是一座集观测天象的浑仪、演示天象的浑象、计量时间的漏刻和报告时间的机械装置于一身的综合性观测仪器，实际上是我国古代的小型天文台。内部设有天体文化球幕电影展示空间。由此可知，迎泽公园观象台就是一座集天文观测与天文学科普教育的展示馆。水运仪设计概况：功能及结构：由给水系统、动力系统和功能系统组成，上层、中层的浑仪、圭表、浑象满足观象功能，下层的动力系统和报时系统满足报时功能。本次建设采用1:2比例复原成7m高、4m见方。内部核心构件采用“不翻斗”方案，外部采用铜包木、内部主体结构采用现代合金钢结构进行设计。下部设计采用数字式观象厅，数字式观象厅既能作为天象仪使用，又可作为数字球幕放映厅设备，大大拓展了观象厅的用途，也让观众有身临其境的感觉。观象厅设计概况：内设10m天幕、数字播放系统、投影系统；服务器、影片等软件系统；观象厅装修部分包括灯光系统、吸音系统、通风系统、小型会议室系统等。