如果称亚里士多德的宇宙为洋葱宇宙，我们不妨称托勒密的宇宙为摩天轮宇宙。这个理论始于公元前3世纪佩尔加的阿波罗尼乌斯，由罗得岛的喜帕恰斯在公元前2世纪加以发展，并在公元2世纪由亚历山大里亚的托勒密完成。托勒密系统是哥白尼之前的最后一个天文学系统（仅出现过细微调整）。
任何有节奏的运动，甚至是鸟儿的舞蹈，都可以想象成一个钟表装置的运转，其中有许多看不见的齿轮相互合作产生运动。自从“匀速圆周运动”成为天上世界的法则，天文学的任务就沦为在纸面上构思这样的虚构的钟表装置，将行星的舞蹈解释为正圆形的、缥缈的部件旋转的结果。欧多克索斯使用天球作为部件，而托勒密使用轮圈。
也许将托勒密的宇宙想象成一个“巨轮”或“摩天轮”的系统，而不是一个普通的钟表装置更容易理解一些，我们在游乐园里就能见到摩天轮——一个巨大的、直立的、缓慢旋转的轮子，带有座位或小舱，从边缘悬挂下来。让我们想象乘客绑好安全带，坐在小舱里的座位上；让我们进一步想象这个机械装置失灵了——小舱不再静静地悬垂在巨轮的边缘，而是绕着悬挂的枢轴疯狂地旋转，而枢轴本身随巨轮慢慢旋转。不幸的乘客，或者是行星，如今在空中划出了一条曲线，它不是圆形的，而是一组圆形运动的组合。通过改变轮圈的尺寸、小舱悬臂的长度，以及两个旋转运动的速度，就可以产生各种各样的曲线，如图中所示的曲线——还有肾形曲线、花环形、椭圆形，甚至是直线！
从位于巨轮中心的地球上看，小舱中的行星—乘客将顺时针运动，直到他到达“停滞点”S1，然后逆时针退回到S₂，然后再顺时针移动到S₃，如此往复。巨轮的轮圈被称为均轮（deferent），小舱画出的圆圈被称为本轮（epicycle）。通过选择本轮和均轮直径之间的适当比率，以及本轮和均轮的适当速度，就可以在“停滞和逆行”以及离地球的距离的变化等方面，实现与观测到的行星运动相当近似的运动。
然而，这些并不是行星运动中仅有的不规则现象。还有另一个问题，其原因在于（我们今天已经知道）它们围绕地球运动时的轨道不是圆形的，而是椭圆形的，也就是说这些轨道会“凸出来”。为了消除这种异常，人们引入了另一个设计，称为“可移动的偏心”（movable excentric）：巨轮的轮毂不再与地球重合，而是在地球附近的一个小圆圈上移动；以这种方式产生了相应的“偏心轮”，即“凸出”的轨道。
在上图中，巨轮的轮毂在小圆上顺时针移动，从A到B；小舱悬挂在轮圈上的点按逆时针方向从a到b以椭圆形曲线移动；最后是小舱围绕本轮旋转。但这还不够，对某些顽固的行星来说，人们发现有必要在悬挂在巨轮的小舱上再悬挂第2个小舱，具有不同的半径和速度；然后是第3个、第4个、第5个，直到最下面的小舱内的乘客能够画出一条或多或少符合他的意愿的轨迹。