La sphère armillaire tient son nom du terme latin 'armilla' qui signifie cercle ou bracelet. Elle est en effet constituée d'un ensemble de cercles ou armilles, ici fabriqués en bois par Robert Marichy, tourneur sur bois à Arinthod dans le Jura. Ces armilles illustrent la géométrie des éléments descriptifs de la sphère céleste. Une boule symbolisant la Terre est placée au centre des cercles sur l'axe des pôles et un pied, lié à l'horizon fixe, sert de support général à l'ensemble.