與司南和指南針相比，指南針在指引原理上有很大不同。這是壹輛雙輪單輪車。車裏站著壹個木頭人，壹只手指著胳膊。只要木頭人的手指在汽車開動前根據天象指向南方，那麽無論將來汽車是向東還是向西轉彎，木頭人的手臂始終指向南方，因為車內有壹個可以自動離合的齒輪系定向裝置。
據《西京雜記》記載，南導車被列入漢朝皇帝的框框。可見，南導車最晚出現於西漢，東漢張衡曾重修，但也因戰亂而失傳。三國時期，著名機械制造商馬駿重新設計制造了南指南車，被譽為“天下之巧”。後世的祖沖之，南北朝的姚興，唐代的晉恭公等。都制造了指南車，但是沒有留下任何關於指南車內部構造的記錄。直到宋代吳德仁的宋徽宗大觀元年(1107)和燕肅的宋仁宗天盛五年(1027)，才相繼制造出南導車。他們指南針的制造方法、內部結構、部件尺寸在《宋史》中都有詳細的記載。解放後，中國歷史博物館根據歷史文獻復制了南導車的模型。
指南車設計的關鍵在於自動離合齒輪系統的應用，它相當於現代機械結構中的差速齒輪系統。令人驚嘆的是，中國古人在1000多年前就掌握了如此巧妙的機構設計方法。指南針充分體現了中國古代機械制造的高超水平，是中國古代力學在實際應用中的傑出成果。