国内最早的是托克托汉代日晷，由于赤道面是倾斜的，影子移动的速度，早晚快中午慢，误差较大，地平式在中国古代并不多。如果让晷针指向北极星，晷盘平行于赤道面，影子的移动速度就均匀了，这就是赤道式日晷，刻度是平均的。
美国戈弗雷和英国约翰哈德利分别发明八分仪，后来改进为六分仪。但是到阴雨天就无法测量时间了，所以人们又开始想办法用水力计时，也就是铜壶滴漏，他的核心是产生均匀水流，多余的水流到分水壶，经过多年的改进，泄水壶水位变化可以小于0.1毫米。它在战国时期出现，到清末还在使用。
东方还有一些粗略的计时方法，如染香或蜡烛、人的脉搏等。
1283年，英格兰出现了重锤机械钟，著名的英国大本钟就是这个时代的产物。
1505年，纽伦堡工匠彼得亨莱茵 制作便携计时器挂在脖子上，被广泛效仿，被称作纽伦堡蛋，这个蛋每天误差达几个小时，擒纵机构是机械钟的核心，他能将能量有节奏释放，保证计时精度。
之后在16656年，惠更斯制作出第一台摆钟，每天误差一分钟以内，后来他发现弹簧的震动也具有等时性，这就是游丝。
1880年，法国皮埃尔居里发现石英的雅典压电效应，精度更高，也没有机械中的磨损，最好的石英钟300年误差1秒。由于石英纯度的原因，日常石英中每天误差约0.8秒。它的性能稳定，能耗少，寿命长，应用广泛。
仅20多年后，原子钟出现了，它利用原子跃迁辐射来定时，最精确的原子钟每17亿年误差1秒。
