Brněnský orloj je vlastně multifunkčním hodinovým strojem. Současným Brňanům má připomínat kus slavné historie jejich města – když Brno obléhali roku 1645 Švédové, rozhodl se generál Torstenson, že pokud neprovalí městské hradby přesně do doby než odbije poledne, odtáhne po vyčerpávajícím čtyřměsíčním obléhání od Brna pryč. Brňané se vše dozvěděli a odbili poledne o hodinu dřív, švédské vojsko ustoupilo a od té doby se v moravské metropoli zvoní poledne v 11 hodin. Stejně tak i nové hodiny, ve tvaru nábojnice, "odbíjí poledne" o hodinu dřív. Podle další pověsti mohla švédského generála zabít pouze skleněná koule odlitá za magického rituálu a vystřelená o půlnoci – tuto legendu oživují skleněnky uvnitř stroje. Každý den se jedna kulička přesně v 11 hodin vydá na svou pouť útrobami hodin a proletí jedním z jejich tří otvorů. Kdo má to štěstí a kuličku chytne, může si ji nechat na památku.

Poznat však kolik je právě hodin není jednoduché. V horní části hodinového stroje je viditelná skleněná lupa, která postupně zobrazuje 12 hodinových číslic a mezi nimi je sestava čar (čtvrt, půl, tři čtvrtě, celá). Hodiny řídí signál přímo z Frankfurtu. Dva nejvyšší kamenné díly se podle hodin a minut otáčí – jednu minutu trvá otočení celé špice, nejvyšší skleněný díl se otočí jednou za hodinu, číslice na ciferníku jednou za dvanáct hodin.

Měření času také doprovází určitý zvuk – ve čtvrt, půl, ve tři čtvrtě a v celou zazní náměstím Svobody dva tóny. Pouze v 11 hodin dopoledne ze stroje vypadává brněnská skleněnka. Při její cestě se uvnitř stroje rozeznívají orchestrální trubicové zvony, které jsou umístěny uvnitř vnitřního mechanismu hodinového stroje.