Questo tipo di strumenti è chiamato quadrante per la forma a quarto di cerchio. Esso può essere considerato un astrolabio ripiegato due volte su se stesso. Da questa operazione deriva la configurazione del planisfero sulla faccia recta, e la sovrapposizione delle linee orarie al quadrato delle ombre sulla faccia versa. Il limbo (ossia la circonferenza graduata) è ridotto ad un solo arco di 90°, mentre i traguardi sono montati in posizione fissa su uno dei lati dritti. All'angolo retto è legato un pendolino che consente di leggere sul limbo l'altezza angolare degli astri. Come nell'astrolabio, il quadrato delle ombre serviva per compiere misurazioni terrestri, mentre le linee orarie consentivano di usare lo strumento come un orologio solare. La misura del tempo poteva essere limitata ad una sola latitudine – come nel caso del quadrante orario bilimbato che indicava le ore su un secondo limbo e i segni dello zodiaco su uno dei lati dritti – oppure essere estesa a tutte le latitudini, come nel quadrante universale a cursore che consentiva di spostare la fascia zodiacale lungo l'arco graduato. La latitudine poteva essere facilmente determinata misurando l'altezza del Sole o della Stella Polare; era questa la funzione prevalente dello strumento in campo nautico. A questo stesso scopo erano destinate le principali varianti dello strumento: come il sestante, che misura la sesta parte di un cerchio; l'ottante, che ne misura l'ottava parte; il quadrante dei seni, detto anche "del primo mobile", per i calcoli trigonometrici; o ancora il cosiddetto quadrante di Davis, formato da due archi graduati complanari che permettevano di misurare l'altezza del Sole senza dover puntare l'occhio direttamente sull'astro.