Si tratta di due emisferi di ottone, rifiniti in modo da risultare perfettamente aderenti una volta messi insieme. Quello inferiore è munito di un rubinetto che lo collega alla base, quello superiore porta un'impugnatura. Il rubinetto permette di evacuare l'aria dalla sfera ottenuta facendo combaciare i due emisferi. Il bordo di combaciamento degli emisferi è privo di guarnizione, ma è probabile che in origine ne fosse munito.

Con gli emisferi di Magdeburgo si può mostrare l'azione della pressione atmosferica.

Fatti aderire mediante una guarnizione di cuoio e aperto il rubinetto, si collegano a una macchina pneumatica (l'emisfero inferiore ha, appunto, un piede che veniva appoggiato sul piatto della pompa stessa). Quando l'aria all'interno è molto rarefatta e il rubinetto chiuso, la pressione atmosferica all'esterno tiene così aderenti i due emisferi che risulta praticamente impossibile separarli.