À l'aide de cet instrument simple, il est possible de déterminer avec précision les points cardinaux sans boussole. Pour cela, il convient d'observer et de noter le mouvement de l'ombre du soleil pendant une journée.
Voici comment procéder : placez la boussole solaire sur une surface horizontale bien ensoleillée, en direction du point où se trouve le soleil à midi. Pendant une journée, au moins entre 11 h et 14 h, suivez le mouvement de l'ombre et marquez précisément les points où la pointe de l'ombre touche l'un des cercles. Le soir, reliez les deux points de contact situés sur le même cercle par un trait. Ces segments sont exactement orientés est-ouest. Si vous divisez ces segments en deux et reliez les points de division au centre des cercles, vous obtenez une ligne orientée exactement nord-sud.
Le cercle indien : cette méthode est appelée « cercle indien ». Elle était déjà connue dans l'Antiquité et convient également très bien pour être transposée à l'échelle d'une grande surface, par exemple une cour d'école. Pour cela, il suffit d'un compas à ficelle et d'un long bâton en bois.