在古代計時主要有三大類，一，利用流體力學計時，有刻漏和後來出現的沙漏；二，採用機械傳動結構計時，有渾天儀、水運儀象臺等。三，採用天文原理（大都根據日影方向測定時間）計時的日晷，它也是中國最古老的計時器之一。日晷、水鍾、沙漏、圭表、各種日晷、以滴水多寡來計時的各種水鍾，還有沙鍾、火鍾、蠟燭鍾、輥彈漏刻千章銅漏、延佑滴漏、龍舟香漏、火龍出水、赤道式日晷、赤道經緯儀、渾天儀等

圭表

圭表中的“表”是一根垂直立在地面的標竿或石柱；“圭”是從表的跟腳上以水平位置伸向北方的一條石板。每當太陽轉到正南方向的時候，表影就落在圭面上。量出表影的長度，就可以推算出冬至、夏至等各節氣的時刻。表影最長的時候，冬至到了；表影最短的時候，夏至來臨了。它是中國創制最古老、使用最熟悉的一種天文儀器。

日晷

日晷也是透過觀測日影計時的儀器，主要是根據日影的位置以確定當時的時辰或刻數。從出土文物來看，漢以前已使用日晷，在機械鐘錶傳入中國之前，日晷一直是通常使用的計時器。日晷的主要部件是由一根晷針和刻有刻線的晷面組成，隨著太陽在天空執行，晷針的投影像鐘錶的指標一樣在晷面上移動，就可以指示時辰。

漏刻

圭表和漏刻都是用太陽的影子計算時間的，然而遇到了陰雨天或黑夜便失去作用了，於是一種白天黑夜都能計時的水鍾便應運而生，這就是漏刻。漏，是指漏壺；刻，是指刻箭。箭，則是標有時間刻度的標尺。漏刻是以壺盛水，利用水均衡滴漏原理，觀測壺中刻箭上顯示的資料來計算時間。作為計時器，漏刻的使用比日晷更為普遍。中國古代諸多文人騷客留下了許多有關漏刻的富有詩情畫意的章句。如唐代詩人李賀：“似將海水添宮漏，共滴長門一夜長。”宋代蘇軾：“缺月掛疏桐，漏斷人初靜。”在機械鐘錶傳入中國之前，漏刻是中國使用最普遍的一種計時器。

刻漏

又稱漏刻、漏壺。漏壺主要有洩水型和受水型兩類。早期的刻漏多為洩水型。水從漏壺底部側面流洩，格叉和關舌又上升，使浮在漏壺水面上的漏箭隨水面下降，由漏箭上的刻度指示時間。後來創造出受水型，水從漏壺以恆定的流量注入受水壺，浮在受水壺水面上的漏箭隨水面上升指示時間，提高了計時精度。

為了獲得恆定的流量，首先應使漏壺的水位保持恆定。其次，向受水壺注水的水管截面面積必須固定，水管採用“渴烏”（虹吸）原理，便於調整和修理。有兩種保持水位恆定或接近恆定的方法，均見於宋代楊甲著《六經圖》（刊於1153年）中的“齊國風挈壺氏圖”。圖中“唐制呂才（約公元600～650）定”刻漏是在漏壺上方加幾個補償壺，“今制燕肅(1030)定”刻漏採用溢流法，深四寸。多餘的水由平水壺（下匱）透過竹注筒流入減水盎。燕肅創制的漏壺叫蓮花漏，北宋時曾風行各地。

《全上古三代秦漢三國六朝文·全後漢文》中在桓譚（卒於公元56年）的文章裡說刻漏度數因幹、溼、冷、暖而異，在白天和夜間需要分別參照日晷和星宿核對。當時已認識到水溫和空氣溼度對刻漏計時精度的影響。

刻漏的最早記載見於《周禮》。已出土的文物中最古老的刻漏是西漢遺物，共3件，均為洩水型。其中以1976年內蒙古自治區伊克昭盟杭錦旗出土的青銅漏壺最為完整，並刻有明確紀年。比較完整的傳世刻漏有兩個，均為受水型：一個在北京中國歷史博物館，是元代延佑三年(1316)造；一個在北京故宮博物院，是清代製造。

沙漏

因刻漏冬天水易結冰，故有改用流沙驅動的。《明史·天文志》載明初詹希元創造了“五輪沙漏”。後來周述學加大了流沙孔，以防堵塞，改用六個輪子。宋濂(1310～1381)著《宋學士文集》記載了沙漏結構，有零件尺寸和減速齒輪各輪齒數，並說第五輪的軸梢沒有齒，而裝有指示時間的測景盤。

渾天儀

古代文獻中有漢武帝時(公元前140～前87)洛下閎、鮮于妄人作渾天儀之說，但未提到它的結構。《晉書·天文志》記載東漢張衡 (公元78～139)製造渾天儀，說在密室中用漏水驅動，儀器指示的星辰出沒時間與天文觀察的結果相符。《新唐書·天文志》對唐開元十三年(725)僧一行和梁令瓚設計的渾天儀有較詳細的記述。儀器上分別裝有日、月兩個輪環，用水輪驅動渾象。渾象每天轉一週，日環轉1/365周，儀器還裝有兩個木偶，分別擊鼓報刻，是一座上狹下廣的木建築。

水運儀象臺

為北宋元佑三年(1088)蘇頌、韓公廉等人所制。他們於紹聖(1094～1097)初年著《新儀象法要》，載有總圖和部件圖多幅。這臺水運儀象臺高三丈五尺餘， 寬二丈一尺，是一座上狹下廣的木建築。臺的下層有提水裝置，由人力推動河車，帶動升水上輪和下輪（筒車），將水提到天河（受水槽），注入天池（蓄水池）。臺中平水壺保持水位恆定，並透過一定截面的水管向樞輪（水輪）上的受水壺流洩恆定流量的水，推動樞輪。樞輪透過傳動齒輪帶動晝夜機輪、渾象和渾儀。

水運儀象臺有一套比較複雜的齒輪傳動系統。 在樞輪的上方和圓周旁有“天衡”裝置——擒縱機構，這是計時機械史上一項重大創造，它把樞輪的連續旋轉運動變為間歇旋轉運動。

大明燈漏

1276年，中國元代的郭守敬製成大明燈漏。它是利用水力驅動，透過齒輪系及相當複雜的凸輪機構，帶動木偶進行“一刻鳴鐘、二刻鼓、三鉦、四鐃”的自動報時。

在古代,人們把太陽昇起和落下的一個週期算作一天,再把一天分為十二個時辰——子,醜,寅,卯,辰,巳,午,未,申,酉,戌,亥.時辰被稱為“大時”,每個時辰相當於兩個小時.最初,人們主要依靠太陽的方位變化來判斷時間.後來,人們透過長期的實踐與觀察,發現了Sunny下物體影子的變化規律：一天當中,早晨和傍晚時的影子最長,正午時的影子最短,並且影子的方位會隨著太陽的移動而變化.根據這個變化規律,人們發明製作了“日晷”用來計算每天的時間.但是,這種計時方法如果遇上陰天下雨等沒有太陽的時候就不行了,因此,古代用來計時的儀器與方法有很多，例如周朝時期的漏壺計時、燃香計時等