在没有钟表的时代，人们是怎样测定时间的呢？在遥远的过去，人们是依靠日月星辰的出没来估计时间的，他们观察到阳光下树影、房影的移动，进而用“立竿见影”的办法创造出了最初的“表“。从一根简单的“表”开始，古人又创造了“圭表”和“日晷”。“圭表”影子的变化告诉人们一年中二十四个节气的变化。图为北京建国门观象台上的圭表（原物）。
“日晷”能指示一天的时间。图为北京国子监内的日晷（原物）。
内蒙古呼和浩特出土的西汉时期的日晷（原物）。
“圭表”和“日晷”只能在太阳出来的时候工作，在夜间、雨天、阴天又该如何？在战国时期，人们发明了“铜壶滴漏”，它是用水的上浮力做动力，使指示时间的漏箭逐渐升起，无论在白天、黑夜、阴天都能计时。但是它需要专人管理，按时添水，只能在宫廷和少数城市才有条件设置。图为元代的铜壶滴漏。
东汉时期，张衡创造了“水力浑象”，它利用铜壶滴漏的原理，把水量加大，使漏水推动一个大水轮等速旋转，并通过齿轮系的减速转动，带动浑象，使它很有规律的一天只转一周。同时，通过另一个齿轮系带动蓂荚的升落表示每月的天数。图为公元年左右张衡创造的水力浑象（复原模型）。
公元年，唐代科学家僧一行和梁今瓒利用齿轮系进一步创造了“水力浑天铜仪”，比张衡的仪器又进了一大步，它能表示出一年、一月和一天的时间，同时它还有能报时的木人。图为僧一行、梁今瓒创造的水力浑天铜仪（复原模型）。
北宋时，科学家苏颂和韩公廉创造了“水运仪象台”。它既是一个自动的天文仪器，又是一个比较完善的时钟，原台有三丈六尺高，台的正面设有五层楼阁，每到一个时辰，第一层阁的木人打着乐器报告时刻，二层阁的木人出来报时，三层阁的木人报刻。每到日落、黄昏、日出，四层阁的木人鸣钲打更，五层阁的木人出来报更。此外，苏颂增加了一个叫做天衡的机构，它控制着水轮的运转，相当于现代钟表中的擒纵器所起的作用。
到了元末明初，科学家詹希元创造出了“五轮沙漏”，它是用砂做动力的，即使是天寒结冰也能使用，它也有打时报刻的木人，其最大特点是有了一个完整的表盘，指针不停地工作着，很像现在的时钟。“五轮沙漏”的诞生为现代时钟开辟了道路。图为公元年左右科学家詹希元创造的五轮沙漏（复原模型）
在17世纪末，即清代初期，我国在原有发明的基础上，并参考了外国自鸣钟的构造，创造出了许多具有民族形式的精致美观的钟。图为清乾隆年间制造的楼阁式钟。