Pomorski astrolab 10 cm, replika iz 16. stoletja

Astrolab so najprej obesili za obroč, da je visel povsem navpično. Nato so proti Soncu ali zvezdi usmerili vrtljivo merilno ravnilo (alidado), ki je imelo dve ploščici z odprtinama. Pri opazovanju Sonca niso gledali neposredno skozi merilne reže - sončni žarek je moral preprosto hkrati preiti skozi obe odprtini. Pri zvezdi, najpogosteje pri Severnici, so skozi njiju neposredno merili s pogledom. Nato so na obodni skali instrumenta odčitali višino nebesnega telesa v stopinjah.

Zemljepisno širino so določali tako, da so izmerjeno opoldansko višino Sonca (ko je bilo najvišje) primerjali s podatki iz astronomskih tabel. Ponoči je bilo na severni polobli to še preprosteje, saj je zemljepisna širina skoraj neposredno ustrezala višini Severnice.

Klasičen poln disk bi na ladji lovil veter in se nenehno zibal. Pomorska različica je zato dobila obliko lahkega kolesa z izrezi in obteženim spodnjim delom, ki je zagotavljal stabilen navpični položaj. Čeprav je bil astrolab manj natančen od poznejšega sekstanta in je lahko meril le navpične kote, je za navigacijo po odprtem morju dolgo povsem zadostoval.

Ta konkretni model je replika tako imenovanega valencijskega astrolaba iz 16. stoletja, poimenovanega po irskem otoku Valentia. Izvirni primerek je pripadal ladjevju španskega kralja Filipa II. Odkrili so ga leta 1845, danes pa je shranjen v Narodnem pomorskem muzeju v Greenwichu. Predloga za to repliko je v Pomorskem muzeju (Museo Naval) v Madridu.