Nel 1731 l'inglese John Hadley e l'americano Thomas Godfrey proposero, indipendentemente l'uno dall'altro, degli strumenti che utilizzavano la doppia riflessione per misurare gli angoli. Da questi strumenti derivarono gli ottanti e, successivamente, i sestanti.

Il sestante permette di determinare l'altezza di un astro sull'orizzonte o la distanza angolare fra due astri. Fu largamente utilizzato sulle navi per determinarne la posizione con metodi astronomici. Alcuni tipi di sestanti furono impiegati anche a terra per misure topografiche.

Lo strumento si compone di un telaio a forma di settore circolare di circa 60 gradi munito di uno specchio fisso formato da una lastrina di vetro per metà argentata. Sul vertice è imperniata un'alidada munita di un secondo specchio, che termina con un nonio in corrispondenza dell'arco graduato dello strumento.

Il sestante viene impiegato in modo che l'occhio possa traguardare la linea dell'orizzonte attraverso un'apposita mira o un piccolo cannocchiale. Con la mano si fa scorrere l'alidada lungo la scala graduata finché l'immagine dell'astro traguardato, riflessa dallo specchio mobile e poi da quello fisso, risulti allineata all'orizzonte visualizzato nella metà non argentata dello specchio fisso. Tramite il nonio e la scala graduata è poi possibile leggere direttamente l'angolo che misura l'altezza dell'astro sull'orizzonte.

Il sestante era spesso munito di filtri mobili colorati che, interposti sul cammino dei raggi luminosi, permettevano di moderare la luminosità dei raggi solari, evitando all'osservatore di restare abbagliato.