公元721年，唐玄宗令一行主持修订新历法。为了给修订新历法创造物质条件，一行同当时著名的机械专家梁令瓒一起创制了新的水运浑天仪。

一行等制造的水运浑天仪类似于现代的天球仪。它不仅在球形的浑象上遍列各星宿和黄道、赤道，而且在浑象外安装两个圆环，上边各装一个球标，分别代表日、月。利用水力推动轮系，使浑象每昼夜自转一周。日标除每昼夜回转一周外，沿黄道还日行一度，三百六十五天沿黄道运行一周；月标在每昼夜回转一周的基础上，每二十七天沿白道移动一周；二十九天多，日、月相合一次。这种水运浑天仪很有规律地演示出日、月、星象的运转，比张衡的漏水转浑天仪更精巧、复杂。

另外水运浑天仪上还设有两个木人，用齿轮带动，一个每刻（古代把一昼夜分做一百刻）自动击鼓，一个每辰（合现在两小时）自动撞钟。一行等改进设计的水运浑天仪比西方1370年出现的威克钟早了六个世纪，称得上是现代钟表的祖先。