青石质地，碑石完好。碑分星图与图说两部分。据《元史》载，北宋政府曾于景祐、皇祐、元丰和崇宁年间，组织过四次星象观测活动。这份星图，就是根据元丰年间(1078~1085)的观测结果绘製的。

星图以北极为中心，画三个大小不等的同心圆，使整个天球的星座都投影在其平面上。小圆代表北极圈，中圆代表赤道，大圆代表南天可以看见的界线。另有一圆代表黄道，其直径和赤道相交，两圆交成240角。黄道和赤道交点之右上方是春分点，左下方是秋分点。中央还有两条不规则的线，表示银河。从小圆到大圆之间还画有二十八条经线，把星图分成二十八个不等部分，每部分含有一宿，共二十八宿(东西南北各七宿)。二十八宿内刻有标明星名的星339颗，加上无名的星，总计1440颗。

该天文图所达到的成就为国际天文学界所公认，美国、日本、英国、法国、加拿大和前苏联的天文学家对苏州《天文图》碑都作过研究与介绍，给予很高的评价，一致认为这是世界上现存最古老的星象实测图。