Deň a noc, ročné obdobia, rok sú najstaršie spôsoby merania času.
Slnečné hodiny – jedny z najpresnejších hodín v minulosti, slúžili aj ako kalendár. Mnohé sú zahalené tajomstvami pre ich často obrovské rozmery (Stonehenge na Britských ostrovoch, Macchu Picchu v Andách apod.) Používali ich už pred 5000 rokmi starí Egypťania a pred 4000 rokmi starí Číňania. V podstate sa používajú aj dodnes, i keď ako atrakcia, ale sú presné. Využívajú stály pohyb Zeme okolo Slnka – tieň pohybujúci sa za palicou, ostrým kameňom bol presným meradlom časových jednotiek.
Sviečka – bolo treba zachovať rovnaké rozmery sviečok a knôtov, aby bolo meranie času presnejšie. Keďže horenie bolo ovplyvňované mnohými rušivými faktormi, používalo sa zriedka, zväčša v kláštoroch a kostoloch. Využívali chemickú reakciu – úbytok zhoreného vosku alebo parafínu vyjadroval časové jednotky.
Vodné hodiny – využívali tiažovú energiu vody
Voda preteká sústavou nádob a meniaca sa výška jej hladiny alebo pohybujúci sa plavák ukazuje plynutie času. Najväčší rozvoj dosiahli v Číne v 14. storočí. Boli pomerne presné, vyžadovali však neustálu obsluhu rovnako ako presýpacie hodiny ktoré boli nenáročné na prepravu, takže ich používali aj námorníci a cestovatelia. Využívali tiažovú energiu padajúceho piesku. Piesok rinúci sa cez zúžené miesto naznačoval plynutie času a ak bola nádoba označená značkami, dali sa odčítať aj menšie časové úseky.
Mechanické hodiny – boli zhotovené v 14. storočí. Poháňala ich tiež tiažová energia klesajúceho závažia, ktoré uvádzalo do pohybu ozubené súkolie. Až neskôr vznikli kyvadlové hodiny. Podnet k ich vzniku dal pravdepodobne Galileo Galilei (15.02.1564 – 08.01.1642) okolo roku 1600, keď si všimol, že kyvy rozličných kyvadiel trvajú rovnako dlho. Skutočné kyvadlové hodiny boli však zhotovené asi o 50 rokov neskôr Holanďanom Christianom Huygensom (14.04.1629 – 08.06.1695).
Vežové hodiny predstavovali vrchol presnej mechaniky v predchádzajúcich dvoch storočiach. Išlo často o veľké a dômyselné stroje, často s obdivuhodnou presnosťou, ktoré merali nielen čas v hodinách ale aj dni, týždne, mesiace.
Vrcholom umenia mechanikov vežových hodín boli orloje, ktoré svedčili o technickej aj umeleckej zdatnosti tvorcov (Pražský orloj).
Digitálne hodinky – využívajú piezoelektrický jav. Kremeň má zvláštnu vlastnosť – mechanickou deformáciou vzniká na jeho povrchu elektrický náboj. To je tzv. priamy piezoelektrický jav. Existuje aj obrátený piezoelektrický jav, keď sa vhodným elektrickým prúdom kryštál deformuje a rozkmitá. V kremenných hodinkách rozkmitá prúd z batérie veľmi tenkú vrstvu kryštálu kremeňa na frekvencii 32 768 Hz (Hertzov). Mikročip potom umožní vyslať každú sekundu signál, ktorý ovláda buď motor otáčajúci ručičku alebo digitálny displej hodiniek.
Atómové hodiny – využívajú pravidelné kmitanie atómov cézia (Cs) – 9 129 631 770 kmitov za sekundu. Zo zahriateho cézia sa uvoľňujú atómy, ich vibrácie sú sledované pomocou elektromagnetického poľa. Aj keby tieto hodiny šli viac ako milión rokov, ich odchýlka od skutočného astronomického času by nepresiahla 1 sekundu. Používajú sa na meranie mimoriadne krátkych časových úsekov.