1699 年，英国天文学家哈雷率先提出用仪器测量天体高度的想法，为六分仪的发明奠定了理论基础。18 世纪初，美国人托马斯・戈弗雷和英国人约翰・哈德利分别独自发明了八分仪，其分度弧弧长约为圆周的 1/8，可测量的角度范围相对较小。1732 年，英国海军开始将原始八分仪安装在船艇上进行试验，结果较为精确，但八分仪的 90° 标度在测量月球与天体的角距时被证明是不够的。
1757 年，约翰・坎贝尔船长将八分仪的测量夹角提高到 120 度，发展成为六分仪。虽然之后其测量夹角逐渐提升到 144 度，但名称一直保持不变。最初的六分仪外形较大，且采用铜材制作，十分沉重，后来改用木材制作，重量虽有所减轻，但体积仍然较大。直到 18 世纪末，英国工匠拉姆斯顿发明了可以精确划分刻度的 “分位仪”，解决了刻度划分不精确的问题，六分仪才真正实现小型化。
1769 年，库克船长在六分仪的帮助下成功抵达塔希提岛观测金星凌日，这使得六分仪在航海领域的重要性得到了进一步的证明和推广。19 世纪到 20 世纪初，六分仪成为航海天文定位的重要观测仪器，广泛应用于航海活动中，帮助航海家们在茫茫大海中准确找到自己的位置，确定经纬度，保障了航海的安全和准确性。
六分仪是一种完全独立的仪器，不需要依赖外部电源、卫星信号或其他电子设备。在极地航行、电子设备故障、卫星信号受干扰或在偏远海域等特殊情况下，六分仪依然能够稳定工作，为航海家提供准确的导航信息。其基于光线的反射角等于入射角的原理，通过测量天体与地平线之间的夹角，结合天文历，能够准确地计算出航海者所在位置的经纬度。只要操作正确，测量结果具有较高的准确性和可靠性。
六分仪主要由分度弧、指标臂、动镜、定镜、望远镜和测微轮等部件组成，相较于一些复杂的现代导航设备，六分仪的结构相对简单，易于理解和操作。即使是没有经过专业培训的船员，在简单学习后也能掌握基本的使用方法。
六分仪在航海历史上有着悠久的使用传统和重要的地位，许多航海院校和培训机构仍然将六分仪的使用作为航海教育的重要内容之一，使得这一传统技能得以传承和延续。还出现了航空用六分仪，结构与航海用六分仪基本相同，但望远镜视野中的地平线由水准线代替，并且也有电子六分仪生产。
尽管现代航海主要依赖卫星导航系统等先进设备，但为了以防万一，六分仪作为一种备用导航工具仍然被配备在船舶上。一旦电子导航设备出现故障或失效，六分仪可以及时发挥作用，确保船舶的安全航行。
