人类最早使用的计时仪器是利用太阳的射影长短和方向来判断时间的。前者称为圭表，用来测量日中时间、定四季和辨方位；后者称为日晷，用来测量时间。二者统称为太阳钟。公元前1300～前1027年，中国殷商时期的甲骨文，已有使用圭表的记载。圭表等太阳钟在阴天或夜间就失去效用。为此人们又发明了漏壶和沙漏、油灯钟和蜡烛钟等计时仪器。

漏壶，又称刻漏，主要有泄水型和受水型两类。早期的刻漏多为泄水型。水从漏壶底部侧面流泄，格叉和关舌又上升，使浮在漏壶水面上的漏箭随水面下降，由漏箭上的刻度指示时间。后来创造出受水型，水从漏壶以恒定的流量注入受水壶，浮在受水壶水面上的漏箭随水面上升指示时间，提高了计时精度。刻漏的最早记载见于《周礼》。

因刻漏冬天水易结冰，故有改用流沙驱动的。《明史·天文志》载明初詹希元创造了“五轮沙漏”。后来周述学加大了流沙孔，以防堵塞，改用六个轮子。宋濂(1310～1381)著《宋学士文集》记载了沙漏结构，有零件尺寸和减速齿轮各轮齿数，并说第五轮的轴梢没有齿，而装有指示时间的测景盘。

几乎与沙漏同时出现了油灯钟和蜡烛钟。油灯钟是把时间刻度标在盛油的玻璃器皿侧面，油的水平线因燃烧消耗而下降，据此可看出时间的流逝。蜡烛钟是将时间刻度标在蜡烛的侧面。蜡烛燃烧后逐渐缩短，据此可指示出时间。油灯钟和蜡烛钟统称为火钟。