Nhãn thiên văn hoạt động bằng cách cung cấp cho người dùng giao diện đồ họa giúp việc tính toán vị trí của mặt trời, mặt trăng và các vì sao tương đối dễ dàng. Có thể sử dụng nhãn thiên văn để điều hướng cũng như dự đoán chính xác thời gian cho bình minh và hoàng hôn. Nằm nghiêng, một dấu thiên văn có thể được sử dụng như một máy tính cơ học giống như quy tắc trượt.
Các nhãn thiên văn đã được sử dụng từ thời cổ đại để xác định thời gian, xác định vị trí trên biển và thực hiện các phép toán quá phức tạp đối với con người không có sự trợ giúp. Theo truyền thống, chúng được làm bằng đồng thau, với hình ảnh bầu trời được khắc trên mặt và một số đòn bẩy được gắn vào bánh răng của chúng. Bằng cách di chuyển các đòn bẩy để khớp với ngày hiện tại, người dùng có thể đọc được thời gian chính xác mà một chòm sao nhất định dự kiến sẽ vượt lên trên đường chân trời. Bằng cách so sánh dự đoán của thiên văn với quan sát, có thể thiết lập vĩ độ của người dùng.
Một nhãn thiên văn cũng có thể được sử dụng như một máy đo khoảng cách ban đầu. Khi ước tính khoảng cách, người dùng có thể đặt thiên văn ở bên cạnh nó và sử dụng cần gạt để quan sát góc tới ít nhất hai điểm mốc, chẳng hạn như các tháp trên tường của thành phố. Nếu biết khoảng cách giữa các điểm mốc và số đo góc từ máy đo thiên văn là chính xác, thì phép tính lượng giác đơn giản có thể cung cấp khoảng cách tới mục tiêu.
