اختراعات علمی ستاره شناسی خواجه نصیرالدین طوسی به شرح زیر می‌باشد:

ذات الحلق: کهن‌ترین وسیله ستاره‌شناسی است که با نام اسطرلاب کروی هم شناخته می‌شود. از این وسیله ابتدا برای رصد آسمان ولی بعدها به عنوان وسیله‌ای آموزشی استفاده می‌شده است. این وسیله در واقع مدلی از چهار چوب کره سماوی است که ناظر در مرکز آن قرار گرفته و دارای حلقه‌های ثابت و متحرک است.

ربع: دستگاه ربع، ابزاری بوده که به شکل یک ربع دایره ساخته می‌شده است و بدین ترتیب زوایای ستارگان را تا افق بوسیلهٔ یک خط کش یا نخ که حول مرکز دایره می‌چرخد، اندازه گیری می‌کرده‌اند. ولی ربع جداری یک ربع بزرگ بوده است که به یک دیوار به ارتفاع چند متر متصل می‌شده و بدین ترتیب دقت بسیار بالایی داشته است. این ابزار در رصدخانهٔ مراغه برای تعیین ارتفاع خورشید در لحظهٔ ظهر بکار می‌رفته است.