Algunas fuentes dan crédito al filósofo griego Anaximandro de Mileto (611-547 aC) con la invención de la esfera armilar, otros le dan crédito al astrónomo griego Hiparco (190-120 a. C.), y algunos acreditan a los chinos.
El origen exacto de las esferas armilares no se puede confirmar. Sin embargo, durante la Edad Media, las esferas armilares se generalizaron y aumentaron en sofisticación.
Otro de los primeros fabricantes de esferas armilares fue Caspar Vopel (1511-1561), un matemático y geógrafo alemán. Vopel hizo un pequeño globo terráqueo manuscrito alojado dentro de una serie de once anillos armilares entrelazados producidos en 1543.
Al mover los anillos armilares, teóricamente podrías demostrar cómo las estrellas y otros objetos celestes movido en el cielo. Sin embargo, estas esferas armilares reflejan los primeros conceptos erróneos de la astronomía. Las esferas representaban la Tierra en el centro del universo, con anillos entrelazados que ilustran los círculos del sol, la luna, los planetas conocidos y las estrellas importantes (así como los signos de la zodíaco). Esto los convierte en un modelo de lo inexacto
ptolemaico (o centrado en la Tierra) sistema cósmico (a diferencia de la forma en que funcionan las cosas, por el Sistema copernicano, con el sol como el centro del sistema solar.) Las esferas armilares a menudo también se equivocaron en la geografía: Caspar La esfera de Vopel, por ejemplo, representa a América del Norte y Asia como una masa terrestre, un error común de la hora.