元朝初年(距今约700年)，位于今河南省登封东南15公里的登封观星台建成。观星台为砖石混合建筑结构，由盘旋踏道环绕的台体和自台北壁凹槽内向北平铺的石圭两个部分组成。台体四壁用水磨砖砌成，呈方形覆斗状。台统高12.62米，其中台主体高9.46米，台顶小室高3.16米。此小室为明嘉靖七年(1528)修葺时所建。台四壁明显向中心内倾，表现出中国早期建筑的特征。台下北壁没有对称的两个踏道口，人们可以由此登临台顶。踏道以石条筑成，四隅各有小道小也，用以导泄台顶和踏道上的雨水，水道出水口雕成石龙头关。石圭又称“量天尺”，用来度量日影长短，据此来划分节气和四季。它的表面用36万青石板接建平铺而成，下部为砖砌基座，长31.19米。石圭居子午方向，圭面记得有两股水道。水道南端有注水池，北端有泄水池。登封观星台是一座具有测影、观星和遍野等多种功能的天文台。据实地测验，采用针孔成像法以横梁在石圭上的投影来确定日影长，可准确到正负0.2厘米，相当于太阳顶距误差1/3角分，比晚于此台300年的西方最精密的天文观测还要精确。