Рукопись представляет собой дневниковые записи о явлениях, увиденных неизвестным автором в небе над городом Тобольском в начале XVIII века. Не все листы летописи дошли до наших дней, в книге середины XVIII столетия 111 страниц — с 26 по 148. Они хранятся в научной библиотеке Тобольского историко-архитектурного музея-заповедника.

Летописец четким почерком, старательно и грамотно записывал наблюдения за небом. Этот письменный памятник состоит из двух частей: на развернутом листе книги с правой стороны большинства страниц есть подробное описание астрономического явления, которое увидел автор. А с левой — графический рисунок с частичными комментариями о расположении звёзд и планет солнечной системы, траектории падения метеорита, фрагменте картины солнечного затмения и так далее. Такое изложение материала наглядно, достоверно и убедительно констатирует увиденные в ночном небе картины.

Весь текст тоже поделен на логические части. Каждый абзац начинается на новой странице и содержит информацию о небесном явлении. Абзацы хоть и не озаглавлены, но имеют зачин, с которого обычно начинается фрагмент дневниковых записей. Каждое новое небесное явление автор датировал: он указал число и время описываемого факта.

Летопись состоит из кратких заметок и рисунков, касающихся разнообразных событий, например, явлений, связанных с переменой погоды, городских происшествий, пожаров, успехов градостроительства и тому подобных. Многие события и происшествия автор объясняет вмешательством небесных сил, в объяснение тех или иных происшествий составитель летописи внес указания на небесные знаки и знамения, как на проявление божественных или дьявольских сил: например, проносимая «змием» туча над Иртышем вызвала в городе пожар, гнев божий послал на землю грозу.

«Запись астрономических явлений» принадлежит к оригинальному жанру старорусской письменности, смежному по форме изложения материала с записными, окладными и переписными книгами, дневниками, которые фиксировали происходившие в стране и городе события.