Concepita come "ornamento matematico" dell'Istituto e Museo di Storia della Scienza, la meridiana segna il tempo solare vero del luogo in cui si trova. A indicare l'ora e la data è l'ombra del globo di vetro collocato in cima al grande gnomone di bronzo. Le ore, dalle 9.00 alle 14.00, sono marcate dalle linee radiali di ottone, mentre la data è indicata dalle linee trasversali di travertino che segnano il percorso diurno del Sole in vari periodo dell'anno, precisamente quando l'astro entra nei segni dello Zodiaco. L'ombra dello gnomone, modulata in lunghezza dal trascorrere dei giorni e delle stagioni, marca un tempo diverso da quello dell'orologio. Quest'ultimo misura il tempo medio che presenta una variazione periodica che può superare il quarto d'ora rispetto al tempo vero indicato dalla meridiana. Nel periodo dell'ora legale, alla variazione astronomica va aggiunto lo spostamento in avanti delle lancette dell'orologio di un'ora. Per fare un esempio il mezzogiorno vero nel mese di febbraio sarà segnato dalla meridiana intorno alle 12.28, mentre nel mese di luglio sarà segnato intorno alle 13.20 (ora legale).

Come si usa
Per leggere l'ora e la data è sufficiente individuare la linea oraria e la curva calendariale più vicine all'ombra dello gnomone. Quando l'ombra non cade precisamente su una linea oraria, si può leggere con buona approssimazione la mezz'ora o il quarto d'ora suddividendo idealmente in due o in quattro parti lo spazio compreso tra due linee orarie. Anche la data si può leggere con buona approssimazione facendo riferimento ai segni zodiacali e all'inizio dei mesi segnati lungo la linea meridiana.

Come si legge
Lo gnomone è formato da due grandi steli di bronzo che simboleggiano il giorno e la notte. La stele del giorno, rivolta a sud, verso l'Arno, contiene una linea meridiana verticale in cui l'ombra della coda di una Lucipera (metà lucertola e metà vipera) indica il mezzogiorno in ogni periodo dell'anno. La stele della notte, rivolta a nord, contiene la raffigurazione delle due costellazioni che consentono di individuare la stella Polare: l'Orsa maggiore e l'Orsa minore. Alla base dello gnomone è la rosa dei venti che fornisce le direzioni per l'orientamento geografico. Le stagioni e i quattro elementi sono infine simboleggiati dalla scelta dei materiali: il travertino per la terra e l'autunno; il vetro per l'acqua e l'inverno; la pietra grigia per l'aria e la primavera; e il bronzo per il fuoco e l'estate.