历史进程中，我们的祖先在不同的时期发明和制造了各种适应当时社会经济发展和人们生活需求的计时器。其中主要有圭表、日晷、漏刻(见图）、机械计时器等。
圭表
圭表是我国最古老的一种计时器，古代典籍《周礼》中就有关于使用土圭的记载，可见圭表的历史相当久远。圭表是利用太阳射影的长短来判断时间的。它由两部分组成，一是直立于平地上的测日影的标杆或石柱，叫做表；一为正南正北方向平放的测定表影长度的刻板，叫做圭。既然日影可以用长度单位计量，那么光阴之“阴”，及时间的长短，，用“分”、“寸”表达就顺理成章了。
日晷
日晷也是通过观测日影计时的仪器，主要是根据日影的位置以确定当时的时辰或刻数。从出土文物来看，汉以前已使用日晷，在机械钟表传入中国之前，日晷一直是通常使用的计时器。日晷的主要部件是由一根晷针和刻有刻线的晷面组成，随着太阳在天空运行，晷针的投影像钟表的指针一样在晷面上移动，就可以指示时辰。
漏刻
圭表和漏刻都是用太阳的影子计算时间的，然而遇到了阴雨天或黑夜便失去作用了，于是一种白天黑夜都能计时的水钟便应运而生，这就是漏刻。漏，是指漏壶；刻，是指刻箭。箭，则是标有时间刻度的标尺。漏刻是以壶盛水，利用水均衡滴漏原理，观测壶中刻箭上显示的数据来计算时间。作为计时器，漏刻的使用比日晷更为普遍。我国古代诸多文人骚客留下了许多有关漏刻的富有诗情画意的章句。如唐代诗人李贺：“似将海水添宫漏，共滴长门一夜长。”宋代苏轼：“缺月挂疏桐，漏断人初静。”在机械钟表传入中国之前，漏刻是我国使用最普遍的一种计时器。
机械计时器
单纯利用水的流动来计时有许多不便，人们逐渐发明了利用水做动力，以驱动机械结构来计时。公元前117年，东汉的张衡制造了大型天文计时仪器——水运浑天仪，初步具备了机械性计时器的作用。随后历代都相继制作了附设有计时装置的仪器，其中宋代苏颂制造的水运仪象台，把机械计时装置的发展推倒了一个新的高峰，水运仪象台的计时机械部分可以按时刻使木偶出来击鼓报刻，摇铃报时，示牌报告子、丑、寅、卯十二个时辰等。
这类计时器尚不能算是独立的计时器，还是天文仪器与计时仪器的混合体，至十四世纪六十年代，我国的机械计时器已脱离了天文仪器而独立，不但具有传动系统-齿轮系，而且还有擒纵器，如果再进一步，就可能出现完全现代意义上的钟表。但遗憾的是，功亏一篑，中国没能做到这一点，最终机械钟表还是从西方引进。
除上述几种主要的计时器外，还有其他一些计时方法。如，香篆、沙钟、油灯钟、蜡烛钟等。
考察古人的时间观念，可以从两个方面加以观查：一是古人对时间科学划分后制定的计时制；二是古人把时间、计时仪器和国家法制、政权兴衰相联系。
我国古代制定、沿用自成体系的计时法。百刻计时法最古老，使用的时间也最长。大约西周之前（公元前十一世纪），古人就把一昼夜均分为一百刻（一刻等于14.4分）。汉代（前206-公元220）除使用百克制外，还应用以太阳方位计时的方法，到隋唐（公元581-907）时，太阳方位计时衍生为十二时辰计时，百克制与十二时辰计时法并用。直到明末清初（十七世纪），西方机械钟表传入后，我国才改用一天二十四小时的计时法，但十二时辰仍沿用，每个时辰两小时。为和二十四小时计时法相一致，我国古老的百克制演变为九十六克制，一个时辰内分为八刻、一小时内分为四刻，这样一昼夜就为九十六刻，与世界通用的计时法相一致。
此外，我国古代还使用独特的夜间计时方法，这就是“更”。“更”是计时单位，一夜分五更，每更时间长短依夜的长短而定。
