Armilarna sfera je znanstveni model koji pokazuje djelovanje nebeske sfere, koncept koji su povijesno koristili astronomi i drugi znanstvenici za razumijevanje neba. Gledajući na Zemlju kao središte svemira, nebeska sfera se sastoji od objekata vidljivih sa Zemlje. Koristeći armilarnu kuglu, netko može izračunati položaj nečega na nebu u odnosu na promatrača na Zemlji. Ovaj se model također može koristiti za vizualno pokazivanje ljudima kako radi nebeska sfera.
Armilarna se sfera danas prvenstveno promatra kao znanstveni kuriozitet, iako se ovi uređaji mogu koristiti za neke osnovne astronomske izračune. Brojni modeli mogu se vidjeti izloženi u znanstvenim muzejima koji skupljaju stare instrumente, a neki skupljaju i vintage kugle jer su im vizualno zanimljive. Poput mnogih antičkih znanstvenih instrumenata, armilarne sfere često su umjetnička djela uz radne modele, a veličine mogu varirati od stolnih verzija do uređaja koji ispunjavaju velike prostorije.
Konstrukcija kugle sastoji se od niza ugniježđenih prstenova koji se okreću oko jedne osi. U sredini prstenova postavljena je kugla ili kugla koja predstavlja Zemlju. Neki od prstenova su fiksni, ukazujući na položaj značajki kao što su ekvator i tropi, dok se drugi mogu rotirati. Prstenovi su prekriveni nizom oznaka koje ljudi mogu koristiti za poravnavanje prstenova kada pokušavaju doći do mjerenja.
U odnosu na Zemlju, čini se da se objekti u nebeskoj sferi kreću. Zapravo, svi se objekti u svemiru kreću, ali budući da se kreću zajedno, ti pokreti obično nisu vidljivi promatračima. Prividno kretanje objekata u svemiru posljedica je Zemljine rotacije i orbite oko Sunca, ali rani astronomi toga nisu bili svjesni. Armilarna sfera im je pomogla razumjeti i objasniti kretanje neba, a ovaj je uređaj redovito preopremljen kako bi bio ukorak s novim otkrićima i znanstvenim informacijama.
Čini se da Kina zaslužuje zasluge za izum armilarne sfere, budući da se brojni prikazi i rasprave o instrumentu mogu vidjeti u drevnoj kineskoj umjetnosti i spisima. Čini se da su Grci također neovisno razvili verziju, a ponekad se pogrešno nazivaju izvornim izumiteljima uređaja. U svakom slučaju, armilarne kugle su se koristile i proizvodile tijekom 19. stoljeća, a nekoliko modernih tvrtki izrađuje reprodukcije za ljude koji skupljaju znanstvene zanimljivosti.