Di notte, a causa della rotazione terrestre attorno al proprio asse, le stelle sembrano ruotare attorno ad una stella, che appare ferma perchè in direzione del Polo terrestre, la stella Polare. Una stella vicina alla Polare, visibile dunque tutto l'anno,  descrive attorno a questa un cerchio completo in 24 ore circa, e può quindi essere assunta come lancetta di un immaginario orologio imperniato sulla Polare stessa. Lo strumento è formato da due dischi e un'asta (alidada), fissati su un perno forato. Il disco più esterno riporta i mesi dell'anno, quello più interno, corredato di un indice, le 24 ore numerate da 0 a 24 in senso antiorario. Dopo aver posizionato l'indice sulla data di osservazione, tenendo in mano lo strumento, si traguarda la stella Polare, attraverso il foro del perno, e si allinea l'alidada con la stella-lancetta (spesso vengono assunti i puntatori dell'Orsa Maggiore). La stessa alidada, segnala sul cerchio più interno, l'ora della notte. L'indice relativo alla data, consente di stabilire la posizione della stella assunta come lancetta, rispetto al Sole, posizione che cambia nel corso dell'anno a causa del moto di rivoluzione della Terra attorno al Sole. Questo orologio notturno è universale, ovvero può essere utilizzato a qualsiasi latitudine.