Τα σημερινά μας ρολόγια είναι απόγονοι των ηλιακών ρολογιών που έδειχναν την «ώρα» με τη διπλή της έννοια: τμήμα της μέρας αλλά και του έτους. Λειτουργούσαν με το ανάλημμα και το γνώμονα που δημιουργεί τη σκιά και παρακολουθεί τη διαδρομή της. Τι συμβαίνει όμως με τη νύχτα όταν δεν υπάρχει σκιά; Ο μόνος τρόπος να διαιρεθεί η νύχτα σε ίσα μέρη είναι η παρακολούθηση του έναστρου ουρανού και της ανόδου, στον ορίζοντα, των ζωδίων. Όμως, η διάρκεια ανόδου των ζωδίων εξαρτάται και από το γεωγραφικό πλάτος του τόπου. Αστρονόμοι και μαθηματικοί όπως ο Εύδοξος της Κνίδου, ο Ευκλείδης, ο Ίππαρχος, ο Πτολεμαίος ανέλαβαν να βελτιώσουν αυτό το σύστημα υπολογισμού.
Οι ώρες διακρίνονταν στις ίσες ώρες της ισημερίας, σταθερή μονάδα για τις μετρήσεις των αστρονόμων, και στις μεταβλητές ώρες της καθημερινής ζωής που, στα δικαστήρια, η κλεψύδρα διαιρούσε σε ίσα χρονικά διαστήματα. Η ώρα της ισημερίας καθόριζε το γεωγραφικό πλάτος, το «κλίμα», ενός τόπου. Ο Κτησίβιος, διάσημος μηχανικός από την Αλεξάνδρεια (283-247 π.Χ.), επιχείρησε να κατασκευάσει ρολόι που θα μετρούσε το χρόνο με τη ροή του νερού. Το ηλιακό ρολόι ήταν πολύ απλούστερο αλλά και απολύτως τοπικό. Έτσι, όταν εντυπωσιασμένοι από το ηλιακό ρολόι της Κατάνης οι Ρωμαίοι το μετέφεραν στη Ρώμη, βρέθηκαν να χρησιμοποιούν για περίπου έναν αιώνα λάθος ώρα, αφού οι δύο πόλεις είχαν διαφορά πάνω από 4 βαθμούς. Άλλος τύπος ρολογιού ήταν ο πόλος, μηχανισμός μικρότερος και φορητός. Η παράδοση αποδίδει στον Εύδοξο από την Κνίδο (360 π.Χ.) την κατασκευή ενός τελειοποιημένου πόλου που έδειχνε την ώρα και το μήνα.