指南車主要由車和木人構成。
車中裝有可自動離合的齒輪傳動裝置，並與木人相連，木人有壹只手指向南方。指南車，又稱司南車，是中國古代用來指示方向的壹種裝置。
它與指南針利用地磁效應不同，它不用磁性。指南車是利用齒輪傳動來指明方向的壹種簡單機械裝置。其原理是，靠人力來帶動兩輪的指南車行走，從而帶動車內的木制齒輪轉動，來傳遞轉向時兩個車輪的差動。
再來帶動車上的指向木人與車轉向的方向相反角度相同，使車上的木人指示方向，不論車子轉向何方，木人的手始終指向指南車出發時設置木人指示的方向，“車雖回運而手常指南”。
現代以來國內外很多人嘗試復原指南車，有幾種指南車的復原結構，壹種指南車結構采用兩輪的差動使斜面軸向頂推帶動曲軸轉動，帶動車上指向木人與指南車轉向角度相同方向相反，實現指向功能。這種復原結構具有結構簡單比較接近歷史的實際條件。
指南車發明應用：
指南車出現以後，許多朝代都有關於指南車的記載，從中可知此後歷代都有指南車。皇帝在隆重場合才使用，皇帝的儀仗隊中常不可少。《南齊書》中還記述了壹件有趣的事，南北朝的劉宋平定關中後，得到壹具指南車，做為戰利品，但只有外殼，而沒有內部的零件。
於是皇帝出行時，讓人躲在車內操縱，可見有沒有指南車關系到皇帝的尊嚴與體面，很為重要。指南車的使用直到宋代，按《宋史》記載可以知道北宋時肯定有指南車在宋朝國都南遷後，屢經戰亂，無心也無力顧及指南車了。