La mayor atracción para los visitantes – el reloj astronómico en la cara sur de la torre del Ayuntamiento fue creado en 1410 por Mikuláš z Kadaně y perfeccionado a finales del siglo XV por el maestro Hanuš z Růže. Según la leyenda de Alois Jirásek el reloj fue construido por el maestro Hanuš. Los concejales de Praga luego mandaron a cegarlo para evitar que cree otro igual. El maestro Hanuš se vengó haciendo parar el reloj. En realidad el reloj dejó de funcionar en 1865 y en esa ocasión se consideró la idea de desmontarlo. Por suerte el relojero praguense Ludvík Hainz logró hacer funcionar el mecanismo y él y sus descendientes se convirtieron en sus custodios.
Pueden distinguirse tres partes en el reloj astronómico: en la parte superior se encuentran las figuras mecánicas. Cada vez que el reloj indica una nueva hora entre las 9 y las 23 horas, desfilan en dos pequeñas ventanas debajo de un alero los 12 apóstoles con sus atributos correspondientes. En la ventana a mano izquierda del visitante frente al reloj aparece primero San Pedro con una llave, seguido por San Mateo con una hacha, San Juan con un cáliz, San Andrés con una cruz en forma de X, San Felipe con una cruz y Santiago con una tabla de lavar, en la ventana derecha desfilan San Pablo con un libro, Santo Tomás con una lanza, San Simón con una sierra, San Judas Tadeo con un garrote, San Bartolomé con la piel y San Bernabé con un pergamino.
Todas las figuras del reloj creadas por Eduard Veselý fueron destruidas en el incendio de mayo de 1945. Las figuras originales de barroco temprano parcialmente conservadas se guardan en el Museo de la Ciudad de Praga. Fueron remplazadas por estatuas de madera creadas en 1948 por el tallista Vojtěch Sucharda. Simultáneamente a los apóstoles se animan también las figuras a ambos lados del reloj. La Muerte tira de una cuerda y con el repicar de la campana inicia el desfile de los apóstoles en las ventanas. Hace señas hacia el Turco – alegoría de la Lujuria, quien mueve la cabeza en negación, el Avaro – alegoría de la Avaricia agita una bolsa en la mano y amenaza con un bastón, a su lado el Vanidoso – alegoría de la Vanidad, se contempla en un espejo. Cuando las ventanas vuelven a cerrar el gallo encima de ellas canta – hace despertar para una hora más de la vida y el reloj en la torre empieza a dar la hora.
En el nivel inferior el disco calendario está flanqueado por figuras de madera inmóviles llamadas el Filósofo – alegoría de la Filosofía – con una pluma, el Astrónomo – alegoría de la Astronomía – con un telescopio, el Cronista – alegoría de la Retórica – con un libro y el Arcángel Miguel con una espada de llamas.
El reloj astronómico consta del cuadrante astronómico y del disco calendario con los signos del zodíaco. El disco calendario adornado con alegorías de los meses fue creado en 1865 por Josef Mánes. El original está guardado en el Museo de la Ciudad de Praga, el disco en el Ayuntamiento es una réplica realizada por Bohumil Číla e instalada en 1946. El cuadrante astronómico además de mostrar diferentes medidas de tiempo muestra también datos astronómicos. El movimiento de las figuras se origina de manera semejante a un reloj de cuco. El mecanismo está ubicado en la pared del Ayuntamiento en una torrecilla de piedra de la cual sólo existen dos llaves: una está con el relojero, la otra en el Ayuntamiento. La maquinaria comprende un gran número de piezas originales conservadas que siguen funcionando. Se trata de un extraordinario monumento técnico. Hasta el final de la guerra se utilizaba una manivela para dar cuerda al reloj astronómico, luego fue conectado a un electromotor. Otro reloj que funciona a base del mismo principio es el Big Ben de Londres.
El reloj astronómico muestra cuatro medidas de tiempo: La hora de Europa Central (antigua hora alemana) – indicada por la manecilla con el símbolo del sol en el círculo con números romanos. El reloj repica en esta hora sólo desde su reconstrucción en 1948. Hasta entonces se dirigía por la antigua hora checa donde el nuevo día empezaba con la puesta del sol (números góticos de oro en el círculo exterior controlado independientemente). La hora babilónica (desigual) – las horas de verano son más largas que las de invierno porqué este tiempo se mide desde la salida hasta la puesta del sol. El reloj astronómico de Praga es el único capaz de hacer esta medición. El tiempo estelar está indicado en el círculo con números romanos. El disco calendario en la parte inferior de la fachada muestra el día actual y su posición en la semana, el mes y el año.
