Най-древните часовници били два вида. Водният часовник представлявал пробита кофа, разграфена отвътре. Когато водата изтича, нивото й пада и се отчита времето по белезите. Тези примитивни водни часовници били използвани за пръв път в Месопотамия в началото на II хилядолетие пр. Хр., но за съжаление няма начин да се знае кога и къде. По-късните водни часовници имали много камери и сифони за по-голяма точност, тъй като старият модел бил неточен и погрешен.
Часовник – сянка
За точното определяне на времето в началото се е разчитало на часовник-сянка и това следователно било възможно само когато слънцето грее. То свети почти през целия ден в Египет, където са създадени първите часовници-сянка в началото или в средата на II хилядолетие пр. Хр. Часовник, оцелял от времето на Тутмос III (XVI в. пр. Хр.), показва как Т-образна отвесна колона хвърля сянка върху хоризонтално поставен прът, отбелязвайки с ивици с различна дължина изминаването на часовете.
Слънчев часовник
По-голяма точност и прецизност са възможни със слънчевия часовник – друго египетско изобретение, няколко века по-късно. Най-старият открит слънчев часовник представлява диск от слонова кост с картина на гърба. Той е от времето на фараона Меренптах, XIII в. пр. Хр.
Стенен часовник
В сравнение с тези ранни часовници отличителната особеност на стенния часовник е котвата – приспособление за задържане на механичното движение, за да се определи скоростта на движение. Котвата съществува от времето на династията Тан от Йи Хсин и Лиан Лин Дсан и е включена в огромния часовник с водно задвижване, който те конструирали между 723 и 725 г. за правителството на Чан Ан. Котвата работела като спирачка към механизма, докато водата, изтичаща с контролирана скорост, пълнела съд, при което механизмът моментално се освобождавал и процесът започвал отново. По този начин часовникът „тик-такал“ няколко пъти в минута. На всеки кръгъл час звънял звънец, а всеки петнайсет минути удрял барабан. Този часовник бил снабден и с глобус, който показвал местоположението на звездите и индикатори на движещите се Слънце и Луна, показващи изгрева, и залеза и фазите на Луната.
Циферблат
Големият часовник, построен от Су Сун в столицата на династията Сун Кайфен (1088 – 1090), имал много циферблати. На първия етаж на триетажната часовникова кула имало редица от прозорци, в които се появявали фигури, даващи информация за датата и часа. Този начин на представяне на времето може би води началото си от първия часовник, завършен през 725 г. Не се знае дали е имало циферблат, или се е разчитало само на звънците и барабаните.
Кръгъл циферблат
Някои от водните часовници, конструирани в елинистичните времена и използвани в средиземноморските страни като Египет и Гърция (вероятно от III в. пр. Хр.), били снабдени с кръгови шайби. Часовете били маркирани с линии, радиално излизащи от центъра, а шайбата била свързана с поплавък в камерата с вода. За да си усложнят задачата, гърците и другите народи в Източното Средиземноморие имали часове, чиято дължина варирала с годишното време. Броят на часовете в светлата част на деня бил фиксиран, така че в средата на зимата те били много по-кратки, отколкото в средата на лятото. Поради тази причина втора шайба се въртяла зад първата, за да коригира дължината на часовете при промяна на датата.
Кварцов часовник
Понеже електрическият ток кара кварцовите кристали да вибрират с постоянна честота 32,768 херца, те могат да се използват за направата на изключително точни котви. Уорън Алвин Марисън, часовникар от Ориндж, Ню Джърси, САЩ, и Дж.У. Хортън се възползвали от това и през 1928 г. изработили прототип на кварцовия часовник. През следващата година те предоставили своето изобретение на публиката.