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許多古老的文明會觀察天體——通常是太陽和月亮，以確定時間、日期和季節(jié)?，F(xiàn)今在西方社會通用的六十進制時間系統(tǒng)，可追溯至約四千年前的美索不達米亞和古埃及；后來，中美洲地區(qū)開發(fā)類似的系統(tǒng)。

第一個日歷，可能在冰河時代末期，由狩獵收集者創(chuàng)造。他們利用如樹枝和骨頭等工具，記錄月相和季節(jié)。世界各地──特別是在史前時期的歐洲──都有石陣，例如英格蘭的巨石陣。石陣相信是用來預測晝夜平分點（equinoxes）或至點（亦稱二至點solstices）等的時間。那些巨石文明（Megalith）沒有留下歷史紀錄，因此，現(xiàn)代對他們的日歷或計時方法，所知甚少。

 巨石陣

公元前3500年至公元前500年

日影鐘是第一個能夠量度小時的裝置。已知最古老的日影鐘來自埃及，用綠片巖制造。古埃及約在公元前3500年建造的方尖碑，也是最早的日影鐘之一。

埃及的日影鐘把白天分為十個部分，另外加上4個“微亮小時”── 早上 2個、傍晚 2個。有一種日影鐘由一枝長桿和高架橫桿組成，長竿上有5個不相等的記號，橫桿的陰影會投射到記號之上。橫桿在早上指向東方，在正午會指向西方。方尖碑的運作方式差不多：陰影投射到圍繞它的記號上，埃及人從而可以計算時間。方尖碑可以指出上午或下午、夏至或冬至。

方尖碑 

現(xiàn)在己知最古老的水鐘，在法老阿蒙霍一世（Amenhotep I）（公元前1525年至1504年）的墓中發(fā)現(xiàn)，這顯示古埃及最先使用水鐘。另一方面，相信沙漏也是由古埃及人發(fā)明。此外，埃及自公元前600年，開始使用叫作merkhet的鉛垂線在晚間量度時間。這種工具的鉛垂線跟北極星一致，形成南北子午圈，當特定的星宿橫過線時，就能準確報時。

公元前500年至公元前1年     

柏拉圖把水鐘（漏壺）引進古希臘之后，水鐘成為古希臘廣泛使用的計時工具。柏拉圖也發(fā)明了一種以水鐘為基礎(chǔ)的鬧鐘。希臘人和新巴比倫王國保存計時記錄，作為組成天體觀察的重要部分。漏壺也用在希臘法庭，和后來的羅馬法庭上。

水鐘

雖然水鐘比日影鐘更好用──水鐘在室內(nèi)、夜間或天空多云的日子都可以使用，不過它們并不準確。因此，希臘人尋求方法改善他們的水鐘。到了公元前325年，水鐘的準確度大為改善，雖然仍然及不上日影鐘。這時的鐘有鐘面，其上有時針，令人更容易讀準時間。水鐘較常見的問題是水壓：當容器注滿水時，增加的水壓令水流更迅速。在公元前100年，希臘和羅馬的鐘表專家，開始解決這個問題，其后的幾個世紀，在這一方面得到持續(xù)改善。為了抵消高水壓增加的水流量做成的影響，裝水的容器造成圓錐形狀，上闊下窄，于是雖然水平面下降的距離相等，但當容器水滿的時候，流出的水要比水半滿的時候多。然而，還是有些問題沒有得到解決：如溫度的影響。天氣寒冷的時候，水流比較緩慢，甚至可能凍結(jié)。

雖然希臘人和羅馬人大大改進水鐘的技術(shù)，他們?nèi)匀焕^續(xù)使用影子鐘表。據(jù)說數(shù)學家和天文學家比提尼亞的狄奧多（Theodosius of Bithynia），發(fā)明了全球通用的日晷。這個日晷在地球上任何地方都能準確報時，不過現(xiàn)代對它所知甚少。羅馬人在奧古斯都大帝統(tǒng)治期間，建造有史以來最大的日晷──奧古斯都日晷（Solarium Augusti)。其晷針是從赫利奧波利斯（Heliopolis）而來的方尖碑。