吉尔伯特以其扎实、雄厚的数学知识为基础，在天文学领域特别是在天文仪器的设计、制造方面取得了卓越的成就。沃尔夫认为“正是由于这些工作，里歇及同时代人才对他表示出如此的敬仰”。吉尔伯特曾亲自设计和制造了木质球仪、空心球仪和浑仪。木质球仪上画着各个星座，并且可以围绕两极旋转；空心球仪上装着一些望远镜，指向两极和一些精确的方位；浑仪则可以显示出纬线（赤道、回归线和极线）和黄道，在黄道面上通过“一个十分精巧的机构”“悬挂着各大行星的轨道”。此外，他还制作了一个星盘，用来绘出宇宙的球极平面映射图，同时还可以作为测向仪。整个仪器可以通过一个小环很方便地握在手上。对于观察者来说，只要知道了天空中某一点相对于自己的位置，就可以通过这个星盘得到宇宙在任一给定时刻的完整图景。这实际上将整个天体运行加以平面化，使之更为直观，更易于学生了解天体运行的情况。关于这些仪器的具体制作过程，里歇在《法兰西史》中均有较为详细的记载[168]；同时吉尔伯特在他留下来的书信中也有一些记载，例如，他曾写信给迈斯（Micy）主教康士坦丁尼（Constantine）谈到如何制作球仪的问题。由于这些仪器的发明更多的是出于教学的目的而设计的，所以更有利于教学的具体进行，因而取得的教学效果是十分明显的。里歇曾说道：“使人大为吃惊的是，他通过一些仪器，成功地使这门几乎无法进入的学科变得十分明了……即使你一点也不懂这门科学，你只要了解了其中一个星座，你就马上可以通过这一球仪而识别其他所有的星座，不再需要老师的帮助。”[169]应当说里歇以一个学生的身份对吉尔伯特的直观教学做出的评价是公允、客观的，这也反映出吉尔伯特作为一个以抽象思维为主的社会中的教师，以其卓越的形象直观教育方式为当时的教育带来的新的冲击，这也为后世的教学方法、教学思想体系提供了素材。
