在人類剛開始的時代，人們都是“日出而作，日入而息”，沒有計量時間的工具，但是隨著生產力的發展，人類的智慧就開始體現，就出現了各種各樣的計時工具。

　　史前人以在木棍和骨頭上刻標記的方式來計時。 這是人類最早使用的計時工具；

　　土圭(tǔ guī)是最古老的計時儀器，是一種構造簡單，直立的地上的桿子用以觀察太陽光投射的桿影，通過桿影移動規律、影的長短，以定冬至、夏至日。

　　“日晷”指的是人類古代利用日影測得時刻的一種計時儀器，又稱“日規”。其原理就是利用太陽的投影方向來測定并劃分時刻，通常由晷針和晷面組成。利用日晷計時的方法是人類在天文計時領域的重大發明，這項發明被人類沿用達幾千年之久。

　　銅壺滴漏又名“漏刻”或“漏壺”。即用一個在壺底或靠近底部鑿有小孔的盛水工具，利用孔口流水使銅壺的水位變化來計算時間。 我國發明的銅壺滴漏比外國制作的滴水計時器要早的多，應用也普遍，成為歷代計時的重要工具。

　　沙漏也叫做沙鐘，沙漏的制造原理與漏刻大體相同，它是根據流沙從一個容器漏到另一個容器的時間來計量時間。這種采用流沙代替水的方法，是因為我國北方冬天空氣寒冷，水容易結冰的緣故。

　　渾天儀是渾儀和渾象的總稱。渾儀是測量天體球面坐標的一種儀器，而渾象是古代用來演示天象的儀表。渾象的構造是一個大圓球上刻畫或鑲嵌星宿、赤道、黃道、恒穩圈、恒顯圈等，類似現今的天球儀。渾象又有兩種形式，一種形式是在天球外圍---地平圈，以象征地。天球轉動時，球內的地仍然不動。現代著作中把這種地在天內的渾象專稱為“渾天象”。通常認為渾象最初是由西漢耿壽昌創制。東漢張衡的渾象是他設計的漏水轉渾天儀的演示部分。以后，天文學家還多次制造過渾象，并且和水力機械聯系在一起，以取得和天球周日運動同步的效果。唐代的一行和梁令瓚，宋代蘇頌和韓公廉等人，把渾象和自動極時裝置結合起來，發展成為世界上最早的天文鐘。

　　水運儀象臺是中國古代一種大型的天文儀器，由宋朝天文學家蘇頌等人創建。它是集觀測天象的渾儀、演示天象的渾象、計量時間的漏刻和報告時刻的機械裝置于一體的綜合性觀測儀器。吸取了北宋初年天文學家張思訓所改進的自動報時裝置的長處；在機械結構方面，采用了民間使用的水車、筒車、桔槔、凸輪和天平秤桿等機械原理，把觀測、演示和報時設備集中起來，組成了一個整體，成為一部自動化的天文臺。