Bien que peu portatif, on trouve le cadran sphèrique dont la bande équatoriale est graduée en heures. L'axe de la sphère s'oriente parallèlement à l'axe terrestre.
Les lignes horaires (espacées de 15° entre elles) sont tracées sur la boule. Pour lire l'heure, il suffit d'orienter la partie mobile vers le Soleil jusqu'à ce que l'ombre soit la plus fine possible.
On trouve de beaux exemplaires de sphères massives en bois, en ivoire, en métal (laiton) voire en céramique (un très bel exemplaire se situe au Musée de la Céramique à Rouen).