古代的計時工具有刻漏、沙漏、圭表、水運渾天儀、水運儀象臺、大明燈漏等。刻漏：又稱漏刻、漏壺，其主要有洩水型和受水型兩類。刻漏的最早記載見於《周禮》。已出土的文物中最古老的刻漏是西漢遺物，共3件，均為洩水型。刻漏的原理是水從漏壺底部側面流洩，格叉和關舌又上升，使浮在漏壺水面上的漏箭隨水面下降，由漏箭上的刻度指示時間。
沙漏：因刻漏冬天水易結冰，故有改用流沙驅動的。《明史·天文志》載明初詹希元創造了“五輪沙漏”。後來周述學加大了流沙孔，以防堵塞，改用六個輪子。宋濂著《宋學士文集》記載了沙漏結構，有零件尺寸和減速齒輪各輪齒數，並說第五輪的軸梢沒有齒，而裝有指示時間的測景盤。
圭表：又稱，日晷，日規，是我國創制最古老、使用最熟悉的一種天文儀器。圭表中的“表”是一根垂直立在地面的標竿或石柱；“圭”是從表的跟腳上以水平位置伸向北方的一條石板。每當太陽轉到正南方向的時候，表影就落在圭面上。量出表影的長度，就可以推算出冬至、夏至等各節氣的時刻。
水運渾天儀：其是一具依靠水力而使其運轉，能模仿天體執行的儀器，並可以測定時間。這個渾天儀改進了漢代科學家張衡的設計，注水激輪，令其自轉，晝夜一週，除了表現星宿的運動以外，還能表現日升月落。
