Az óra három önálló részből áll, melyek egymás mellett helyezkednek el: bábjáték, szférakör és naptár. Legfelül található a bábjáték, mely még ma is a látványosság tetőpontjának számít.

Az órának három része van. Minden egész órában kinyílik két ablak az óra felső részén, és sorban megjelenik a tizenkét apostol. Érdekes, hogy Iskariót Júdás és Jakab, az Alfeus fia helyett Pál és Barnabás jelenik meg, akiket a Biblia nem számít a tizenkét apostol közé. Az apostolok alatt látható a halál jelképe, egy csontváz, mely indítja az apostolok menetét. A bal kezében homokóra van, amelyet megfordít. Más mozgó figurák is vannak: egy kukorékoló kakas, egy török férfi, aki a fejét rázza, a Hiú, aki tükörbe néz, és a Fösvény, akit egy pénzsóvár uzsorás ábrázol.
A csillagászati óra többek között háromfajta időt mutat: a régi cseh időt arab számokkal, a mai időt római számokkal, és a babiloni rendszer szerint tizenkét időszakra felosztott nappali időt.
Sok legenda fűződik a prágai csillagászati órához. Az egyik szerint egy bizonyos Hanuš mester építette meg. Oly kiváló volt a mestermunkája, hogy a város elöljárói attól tartottak, hogy máshol is hasonló órákat fog készíteni, mely miatt Prága helyett másra száll a dicsőség. Megakadályozva őt ebben, felbéreltek embereket, hogy megtámadják és megvakítsák Hanuš mestert. A legenda úgy végződik, hogy a haldokló Hanuš benyúl az óra fogaskerekei közé, és összerombolja azt. Szerencsére ez csupán egy eltúlzott történet. Hanuš azonban valóságos személy volt, aki Prágában dolgozott mint órásmester 1475-től 1497-ig. A szakértők sok éven át azt hitték, hogy az ő munkája a csillagászati óra. Nem régi kutatások azonban felfedik, hogy Mikuláš Kadaň készítette az órát 1410-ben. Majd Hanuš 1490-ben újjáépítette. A XVI. század óta az időmérő szerkezetet már többször is megjavították és újjáépítették.
A II. világháború végén a nácik felgyújtották az óvárosi Városházát, miközben Prágából kivonultak. A csillagászati óra súlyosan megrongálódott. A háború után az óra helyreállítására vonatkozóan két főbb javaslatot is fontolóra vettek: eredeti kinézetét állítsák vissza, vagy új számlapokat és figurákat építsenek bele teljesen más jelképekkel, mert az apostolok figurája nem tetszett a kommunista hatóságoknak. A módosítás véghezvitele előtt azonban három órásmester bebizonyította, hogy meg lehet javítani az órát, és így a háború előtti kinézetét adták vissza a szerkezetnek.