Vo výklenkoch orloja našlo miesto šesť bronzových plastík: z najstaršieho obdobia je to knieža Pribina, kráľ Svätopluk, z 19. storočia sú to kodifikátori slovenského jazyka Anton Bernolák a Ľudovít Štúr, z 20. storočia je to Milan Rastislav Štefánik a Andrej Hlinka. 

Sedem sôch slovenských apoštolov vytesal z topoľového dreva ľudový rezbár Peter Kuník z Tvrdošína. Ide o svätcov, ktorých osudy sa spájali so Slovenskom: svätí Cyril a Metod, svätý Andrej-Svorad, svätý Beňadik, svätý Gorazd, svätý Bystrík a svätý Vojtech.

Srdcom orloja je tzv. astroláb, teda ciferník s astronomickými údajmi. Práve astroláb robí zo Slovenského orloja v Starej Bystrici jediný a prvý orloj na Slovensku.

Farebnosť hlavnej dosky astrolábu je daná fázami dňa: čierna noc, červená úsvit, bledomodrá deň-obzor, červená súmrak. Ručička so slnkom sa pohybuje po týchto poliach podľa toho, kde sa reálne slnko nachádza. Hlavnú dosku astrolábu ďalej predeľujú zlaté lemovky, ktoré označujú rovník, obratník Raka, obratník Kozorožca a tzv. miestny poludník, teda úsečku priamky, ktorá ukazuje kedy je slnko najvyššie na oblohe nad Starou Bystricou. Orloj v Starej Bystrici tak ako jediný z jestvujúcich orlojov na svete ukazuje tzv. pravý slnečný čas.

Okrem toho astroláb ukazuje polohu mesiaca na oblohe, fázy mesiaca a polohu slnka v znamení zverokruhu. Na vonkajšom okraji je tzv. kalendárna doska, ktorá má 366 dielov a každý deň sa otočí o jeden diel. Významné slovenské sviatky a pamätné dni sú na kalendárnej doske označené červenou hviezdičkou.

Vo vežičke orloja sú umiestnené dva zvony. Jeden zvon odbíja čas, druhý zvon vytvára zvukovú kulisu počas promenády apoštolov.