Il est, avec son père Jacopo, l'un des pionniers de l'horlogerie. Il met au point après 16 ans de recherches une horloge astronomique et planétarium très élaborée, l'Astrarium, seulement 60 ans après l'apparition des premières horloges européennes. Pour cela, il modélise le système solaire avec une grande précision mathématique.
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Giovanni Dondi vivant avec son père Jacopo de 1348 à 1359, partage son intérêt pour l'astronomie et l'horlogerie. En 1365 il commence les calculs préalables à la réalisation de son Astrarium. Il décrit en détail son projet dont la fabrication de l'horloge planétaire lui prendra 16 années jusqu'en 1380 : la douzaine de manuscrits conservés qui nous transmettent son travail sont suffisamment précis pour pouvoir reconstruire des exemplaires de son horloge[2].
En 1371, il devient ambassadeur à Venise, mais il doit rentrer dès 1372 à la suite du conflit entre Padoue et Venise. Il finit sa vie comme enseignant à l'université de Pavie.
