L’orologio è stato realizzato da Francesco Divizioli negli anni della riforma gregoriana del calendario, entrata in vigore nel 1582. Ha sostituito un precedente orologio di cui si hanno scarse notizie. Il meccanismo è originale tranne il pendolo che, essendo stato introdotto successivamente, ha sostituito il meno preciso foliot, sistema di scappamento che determina gli intervalli di tempo.

I ruotismi della parte astronomica azionano l’indice del Drago per la determinazione delle eclissi, sia di Sole, sia di Luna. Questo del Torrazzo è l’unico orologio da torre in Italia a fornire questa indicazione.

La torre porta ben due meridiane che indicano l’istante del mezzogiorno: una, quella esterna, è visibile dalla piazza; l’altra, interna, serviva al moderatore quando non si disponeva di altri mezzi per la regolazione dell’orologio.

Ogni giorno il Sole compie la sua apparente traiettoria in cielo e quando si trova nel suo punto più alto (in astronomia si dice culmine) è mezzogiorno. In questo momento un raggio di luce entra dalla parete sud della torre e finisce sulla linea meridiana tracciata a terra e sulla parete, indicando così l’istante del mezzodì. Inoltre, grazie alla variazione di altezza dell’astro in cielo, che determina lo spostamento della luce sulla linea, si ha anche l’indicazione calendariale. Deve essere chiaro che la meridiana fornisce sempre il mezzogiorno vero del luogo, questo differisce da quello indicato dai nostri orologi che sono regolati con il tempo medio del nostro fuso orario, quello dell’Europa centrale. Il mezzogiorno solare vero nel corso dell’anno anticipa o ritarda quello civile per un valore che può raggiungere 14 minuti di ritardo e 16 di anticipo. Ciò è determinato principalmente dal fatto che l’orbita della Terra intorno al Sole non è circolare ma ellittica. Per evitare calcoli si riporta in tabella l’ora del passaggio del Sole in meridiano a Cremona.