La linea meridiana è costituita da 32 segmenti di ottone attaccati l'uno all'altro. Ogni segmento misura un po' meno di un metro - precisamente 993,77 mm. Questa lunghezza corrisponde a quella del pendolo la cui mezza oscillazione a Parigi equivale esattamente ad un secondo. Questa misura della lunghezza del pendolo che batte il secondo era stata realizzata a Parigi dall'astronomo Jean Picard (1620-1682). Giovanni Domenico Cassini volle immortalarla nella linea meridiana dando all'altezza dello gnomone un valore uguale a dieci volte la lunghezza del pendolo di Picard.
La Linea è divisa in due serie di gradazioni. La serie rivolta verso Ovest, espressa in gradi, indica l'angolo di altezza del Sole sopra l'orizzonte quando si trova esattamente diviso in due parti uguali dalla linea, cosa che si verifica al mezzogiorno vero. La serie rivolta verso Est indica la tangente dell'angolo zenitale, che è l'angolo tra la verticale e la direzione del Sole, moltiplicata per il fattore 1000.
Delle formelle di marmo bianco contornano la linea di ottone da una parte e dall'altra e raccolgono l'immagine del Sole, rendendola più luminosa. La larghezza complessiva di queste bande è di 32,4 centimetri; essa è stata calcolata in modo tale da essere interamente occupata dall'immagine del Sole al solstizio d'inverno, quando la sua dimensione trasversale è massima.
La linea è anche contornata da altre dodici piastre di marmo bianco sulle quali sono state incise le figure dello zodiaco. La loro posizione lungo la linea è determinata dall'epoca in cui il Sole entra in ognuno di questi segni. Anche se l'autore di queste incisioni è sconosciuto, sembra che questi si sia largamente ispirato alle rappresentazioni che appaiono nell'opera di Johannes Bayer (1572-1625), l'Uranometria, pubblicata nel 1603.
La linea meridiana prende a pieno titolo il suo nome metonimico di Meridiana, dal momento in cui vi si aggiunge uno gnomone. Un tempo era un semplice foro circolare in una piastra di metallo fissata orizzontalmente al muro interno della grande sala. Attualmente è una lente di 8,5 cm di diametro. Non si conosce la data esatta della sostituzione, probabilmente avvenuta nel corso del XVIII secolo. Questa lente ha come unico scopo quello di raccogliere una quantità maggiore di luce solare di quanto non potrebbe fare un piccolo foro, e questo per aumentare la luminosità dell'immagine al suolo. Ciò nonostante, tranne che nel punto focale della lente, l'immagine non è nitida, è sfuocata e dai contorni incerti. E' solo all'inizio dei mesi di maggio e agosto che sulla linea meridiana si può ammirare un'immagine perfettamente netta del Sole. Vi si possono perfino riconoscere le macchie solari, nei periodi di forte attività solare.
