Sebbene ne ricordi l'aspetto, l'astrolabio nautico ha scarsissima relazione con l'astrolabio piano, il più versatile strumento di calcolo astronomico in uso dal VI secolo. Di peso considerevole e traforato per non oscillare con i movimenti della nave o con il vento, l'astrolabio nautico presenta una scala graduata circolare e un braccio girevole munito di mire forate. Le funzioni dello strumento sono limitate a misurare l'altezza degli astri sopra l'orizzonte. Nel caso del Sole, l'osservatore ruota il braccio girevole finché la mira superiore proietta l'ombra esattamente al centro della mira inferiore. Nel caso della Stella Polare, l'osservatore traguarda l'astro attraverso i fori delle mire. In questo secondo caso, l'altezza della stella è grossomodo uguale alla latitudine raggiunta durante la navigazione.