中國古代計時器的發(fā)明時間不晚于戰(zhàn)國時代（公元前476～公元前222年）。應用機械原理設計的計時器主要有兩大類：一類利用流體力學計時，有漏刻和后來出現(xiàn)的沙漏；一類采用機械傳動結(jié)構計時，有水運渾天儀、水運儀象臺等。此外，還有應用天文原理（根據(jù)日影方向測定時間）計時的日晷，它是中國古老的計時器之一。

日 晷

日晷，又稱“日規(guī)”，是我國古代的一種計時儀器。其原理是利用太陽的投影方向來測定并劃分時刻，通常由晷針（表）和晷面（帶刻度的表座）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(fā)明，被人類沿用達幾千年之久。

圭 表

圭表是度量日影長度的一種天文儀器，由“圭”和“表”兩個部件組成。和日晷一樣，圭表也是利用日影進行測量的古代天文儀器。通俗地說，就是垂直于地面立一根桿，通過觀察，記錄它正午時影子的長短變化來確定季節(jié)的變化。垂直于地面的直桿叫“表”，水平放置于地面上刻有刻度以測量影長的標尺叫“圭”。

漏 刻

漏刻是我國古代一種計量時間的儀器?，F(xiàn)存于北京故宮博物院的銅壺漏刻是公元1745年制造的。最上面漏壺的水從雕刻精致的龍口流出，依次流向下壺。箭壺蓋上有個銅人仿佛抱著箭桿，箭桿上刻有96格，每格為15分鐘，人們根據(jù)銅人手握箭桿處的標志來報告時間。

沙 漏

因冬天水易結(jié)冰，故改用流沙驅(qū)動。《明史·天文志》記載，明初詹希元創(chuàng)造了“五輪沙漏”。五輪沙漏增加了機械齒輪組，用流沙的動力推動齒輪組轉(zhuǎn)動。這樣的沙漏設有時刻盤，上面刻有一天的時刻，相當于現(xiàn)在時鐘的鐘面。時刻盤中心有一根指針，齒輪轉(zhuǎn)動使指針在時刻盤上指示時刻。詹希元還巧妙地在中輪上添加了一組機械傳動裝置，這些機械裝置能使五輪沙漏上的兩個小木人每到整時就轉(zhuǎn)出來擊鼓報時。五輪沙漏計時器的結(jié)構原理和現(xiàn)代鐘表的結(jié)構原理幾乎相同。

水運渾天儀

水運渾天儀也稱漏水渾天儀，用一個直徑四尺多的銅球，上面刻有二十八宿、中外星官以及黃赤道、南北極、二十四節(jié)氣、恒顯圈、恒隱圈等，成一渾象，再用一套轉(zhuǎn)動機械，把渾象和漏壺結(jié)合起來，以漏壺流水控制渾象，使它與天球同步轉(zhuǎn)動，以顯示星空的周日視運動。它還有一個附屬機構，即“瑞輪冥莢”（張衡發(fā)明的計時器），是一種機械日歷，由傳動裝置和渾象相連，從每月初一起，每天生一葉片；月半后每天落一葉片。它所用的兩級漏壺是現(xiàn)今所知最早的關于兩級漏壺的記載。

天體儀

天體儀的主要組成部分是一個空心銅球，球面上刻有縱橫交錯的網(wǎng)格，用于量度天體的具體位置；球面上凸出的小圓點代表天上的亮星，嚴格按照亮星之間的相互位置標刻。整個銅球可以繞一根金屬軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動一周代表一個晝夜。

水運儀象臺

水運儀象臺有一套比較復雜的齒輪傳動系統(tǒng)。在樞輪的上方和圓周旁有“天衡”裝置——擒縱機構，是在北宋時代把渾儀、渾象和報時裝置結(jié)合在一起的大型天文儀器，是蘇頌、韓公廉等人在開封設計制造的。宋元佑元年（公元1086年）開始設計，到元佑七年全部完成。

大明殿燈漏

大明殿燈漏，因燈漏上有七件寶物，因此又叫七寶燈漏。它是世界上第一臺大型水力自鳴鐘，比西方鐘表早了400多年，由中國元代的郭守敬設計。大明殿燈漏形似宮燈，高五米六。燈漏上部有彎曲的梁，曲梁的兩端各裝有龍頭，龍嘴能張合，龍的眼珠能轉(zhuǎn)動，用這樣的動作顯示燈漏內(nèi)的水流是快是慢。燈漏下部四角位置各有一個木人手執(zhí)鐘、鼓、鉦、鐃響器，一刻鳴鐘，二刻擊鼓，三刻擊鉦，四刻擊鐃，人們可以通過不同的聲音判斷時間。