Il Battistero di San Giovanni è uno dei più antichi luoghi astronomici della città di Firenze. Già intorno al Mille vi fu collocato un marmo intarsiato presso la porta Nord che rappresenta uno dei più antichi documenti astronomici fiorentini. Si tratta di uno "gnomone" che testimonia l'interesse per il moto apparente del Sole: per mezzo di un foro praticato nella cupola, i raggi solari colpivano i segni dello Zodiaco incisi sul marmo, consentendo così di controllare il cammino del Sole durante l'anno. Autore dell'opera potrebbe essere stato il condottiero e astrologo medievale Strozzo Strozzi. Nel corso del XIII secolo, in seguito ad un rifacimento del pavimento, il marmo fu spostato nella parte orientale del Battistero, per cui oggi non è più possibile valutarne la precisione. Un marmo zodiacale di simile aspetto si trova anche nella Chiesa di San Miniato al Monte. Tuttavia, in quest'ultimo caso, non ci sono prove sufficienti per stabilire se il marmo costituisse soltanto un elemento decorativo o svolgesse anche una funzione scientifica come orologio solare.

Le celebri porte di bronzo del Battistero sono citate da Galileo Galilei nella sesta giornata dei Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze (Leida, 1638): «Colui che serra le porte di bronzo di S. Giovanni, invano tenterebbe di serrarle con una sola e semplice spinta; ma con impulso continuato va imprimendo in quel corpo mobile gravissimo forza tale, che quando arriva a percuotere ed urtare nella soglia, fa tremare tutta la chiesa».