在歷史程序中，我們的祖先在不同的時期發明和製造了各種適應當時社會經濟發展和人們生活需求的計時器。其中主要有圭表、日晷、漏刻(見圖）、機械計時器等。

圭表

圭表是中國最古老的一種計時器，古代典籍《周禮》中就有關於使用土圭的記載，可見圭表的歷史相當久遠。圭表是利用太陽射影的長短來判斷時間的。它由兩部分組成，一是直立於平地上的測日影的標杆或石柱，叫做表；一為正南正北方向平放的測定表影長度的刻板，叫做圭。既然日影可以用長度單位計量，那麼光陰之“陰”，及時間的長短，，用“分”、“寸”表達就順理成章了。

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。

機械計時器

單純利用水的流動來計時有許多不便，人們逐漸發明了利用水做動力，以驅動機械結構來計時。公元前117年，東漢的張衡製造了大型天文計時儀器——水運渾天儀，初步具備了機械性計時器的作用。隨後歷代都相繼製作了附設有計時裝置的儀器，其中宋代蘇頌製造的水運儀象臺，把機械計時裝置的發展推倒了一個新的高峰，水運儀象臺的計時機械部分可以按時刻使木偶出來擊鼓報刻，搖鈴報時，示牌報告子、醜、寅、卯十二個時辰等。