Le dispositif est constitué d'un cadre rectangulaire, vertical, formé de plusieurs tours de fil. Deux aiguilles aimantées, ayant leurs "pôles contraires" en regard, sont suspendues au moyen d'un fil, l'une au dessus du cadre, l'autre à l'intérieur. Ces deux aiguilles sont solidaires dans leur mouvement, car réunies par un fil en cuivre. Ce système de deux aiguilles aimantées, imaginé par Nobili, appelé astatique, réduit l'action du champ magnétique terrestre autant qu'on le souhaite. Au dessous de l'aiguille supérieure se trouve un cadran gradué en degrés. L'ensemble est recouvert d'une cloche en verre pour éviter les agitations de l'air. En 1820, Oersted (1777-1851) découvre qu'un fil traversé par un courant électrique exerce une action directrice sur une aiguille aimantée. A la suite de cette découverte, André Louis Ampère (1775-1836) imagine d'utiliser ce phénomène pour apprécier l'intensité des courants qu'on ne sait pas encore mesurer à l'époque. A cet effet, il tend horizontalement, dans le sens du méridien magnétique, un fil traversé par un courant. Il place au-dessus et en-dessous une boussole ordinaire : la déviation de l'aiguille est d'autant plus grande que le courant est intense. Il donne à ce dispositif le nom de galvanomètre.