赤道式日晷的工作原理主要是基於光沿直線傳播，利用太陽投射的影子在日晷面上的移動來測定時間。
赤道式日晷通常由一根銅製的晷針（表）和石制的圓盤（晷面）組成，晷針垂直地穿過圓盤中心，晷面平行於赤道面，使得晷針的上端正好指向北天極，下端指向南天極。這樣，隨著太陽的移動，晷針在晷面上的影子會相應地移動，從而指示時間，在夏半年，晷針的影子主要在日晷的北側面上順時針移動，而在冬半年，影子則在南側面上逆時針移動，晷面上的刻度通常等分為12個大格，每個大格代表兩個小時。
此外，需要注意的是，赤道式日晷主要適用於中低緯度地區，並且依賴於陽光，因此在夜晚和陰雨天無法使用。