Zasada działania obydwu tych urządzeń była taka sama. Czas był odmierzany dzięki przesypywaniu się piasku lub przelewaniu wody z jednego zbiornika do drugiego. Zbiorniki były połączone bardzo wąskim kanalikiem, dzięki czemu cały proces przebiegał dosyć powoli. Kiedy cała zawartość pierwszego zbiornika znalazła się już w drugim można było obrócić urządzenie i mierzyć czas od nowa.Klepsydra byłą więc pierwszym sposobem na mierzenie czasu stosowanym przez człowieka. Był to jednak bardzo niedokładne urządzenie. Przede wszystkim ze względu na to, że w zależności od wielkości klepsydry i szerokości kanaliku łączącego zbiorniki można było uzyskać bardzo różne efekty. Żeby dowiedzieć się na przykład czy dwóm osobom jakieś zadanie zajmuje tyle samo czasu, trzeba było użyć tej samej klepsydry.
Następnie pojawił się zegarek słoneczny, który określał godzinę na podstawie pozycji słońca. Dzięki temu każdy zegar słoneczny wskazywał ten sam czas. Upowszechnił się on około VII wieku naszej ery, kiedy został oficjalnie przyjęty przez papieża i miał być stawiany w każdym kościele.
W jakieś 100 lat po upowszechnieniu się zegara słonecznego w Chinach wynaleziono pierwszy zegar mechaniczny. Regulatorem chodu w takich zegarach było wahadło lub balans. W Europie ten wynalazek pojawił się dużo później. Dopiero w XIV wieku został wydany pierwszy szczegółowy opis działania mechanicznego zegara. Możliwe, że zegary mechaniczne pojawiły się w Europie trochę wcześniej, ale właśnie z XIV pochodzą najstarsze zachowane ich okazy.
Dopiero w okolicach XVI wieku pojawiły się pierwsze zegarki kieszonkowe. Na początku były one napędzane przez sprężynę. Technologia ta była później doskonalona przez producentów zegarków, aż do końca XIX wieku. Próbowali oni sprawić, żeby ten sposób napędzania zegarka był jak najdokładniejsze i nie fałszował godziny. Dopiero wynalezienie zegarków napędzanych energią elektryczną, a następnie zastosowanie do odmierzania czasu drgań kryształów kwarcowych doprowadziło do przełomu w produkcji zegarków. Dzięki tym technologiom zegarki produkowane dzisiaj są dużo dokładniejsze od tych, w których stosowano sprężyny.