原始人凭天空颜色的变化、太阳的光度来判断时间。古埃及发现影子长度会随时间改变。古巴比伦人6000年前发明日晷在早上计时，他们亦发现水的流动需要的时间是固定的，因此发明了水钟。古代中国人亦有以水来计时的工具——铜壶滴漏，他们亦会用烧香计时。将香横放，上面放上连有钢珠的绳子。
公元1300年以前，人类主要是利用天文现象和流动物质的连续运动来计时。例如，日晷是利用日影的方位计时；漏壶和沙漏是利用水流和沙流的流量计时。
公元前140年到100年，古希腊人制造了用30至70个齿轮系统组成的奥林匹克运动会的计时器。这台仪器被称为“安提凯希拉仪”,由29个彼此咬合的铜质齿轮和多个刻度盘构成,大小与一个午餐盒相当。它于1901年在希腊安提凯希拉岛附近一艘古代沉船上被发现,因此得名,现保存在希腊国家考古博物馆。
东汉张衡制造漏水转浑天仪，用漏壶滴水推动浑象均匀地旋转，一天刚好转一周。北宋元祜三年(1088)苏颂和韩公廉等创制水运仪象台，已运用了擒纵机构。
1283年在英格兰的修道院出现史上首座以砝码带动的机械钟。
13世纪意大利北部的僧侣开始建立钟塔（或称钟楼），其目的是提醒人祷告的时间。
16世纪中在德国开始有桌上的钟。那些钟只有一支针，钟面分成四部分，使时间准确至最近的15分钟。
17世纪，逐渐出现了钟摆和发条。它运转的精度得到了很大的提高。乔万尼·德·丹第被誉为欧洲的钟表之父。他用了16年的时间制造出一台功能齐全的钟，被称为宇宙浑天仪，它能够表示出天空中一些行星的运行轨迹，还可以对宗教节日和每天的时间有所反映，它于1364年开始被使用。丹第制造的钟并不是欧洲的第一台钟。据说，欧洲第一台能报时的钟是1335年于米兰制成的。
1657年，惠更斯发现摆的频率可以计算时间，造出了第一个摆钟。1670年英国人威廉·克莱门特（William Clement）发明锚形擒纵器。
1695年，英国汤姆平发明了工字轮擒纵机构。后来，同国的格雷厄姆发明了静止式擒纵机构。
1728到1759年，航海钟问世。
1765年，自由锚式擒纵机构诞生。
1797年，美国人伊莱·特里（Eli Terry）获得一个钟的专利权。他被视为美国钟表业的始祖。
1840年，英国的钟表匠贝恩发明了电钟。
1946年，美国的物理学家利比博士弄清楚了原子钟的原理。于两年后，创造出了世界上第一座原子钟，原子钟至今也是最先进的钟。它的运转是借助铯、氨原子的天然振动而完成的，它可以在300年内都能准确运转，误差十分小。
18到19世纪，钟表制造业逐步实行了工业化生产。
20世纪，开始进入石英化时期。
21世纪，根据原子钟原理而研制的能自动对时的电波钟表技术逐渐成熟。
从中国水运仪像台的发明到现在的钟表演变过程中，我们可以看到：
各个不同时期的科学家和钟表工匠用他们的聪明的智慧和不断的实践融合成了一座时间的隧道，同时也为我们勾勒了一条钟表文化和科技发展的轨迹。关于中国的钟表史，最早用土和石片刻制成的“土圭”与“日晷”两种计时工具，成为世界上最早发明计时工具的国家之一。到了铜器时代，计时器又有了新的发展，用青铜制的“漏壶”取代了“土圭”与“日晷”。东汉元初四年张衡发明了世界第一架“水运浑象”，此后唐高僧一行等人又在此基础上借鉴改进发明了“水运浑天仪”、“水运仪象台”。至元明之时，计时器摆脱了天文仪器的结构形式，得到了突破性的新发展。元初郭守敬、明初詹希元创制了“大明灯漏”与“五轮沙漏”，采用机机械结构，并增添盘、针来指示时间，其机械的先进性便明显地显示出来，时间性日益见准确。
十九世纪末期，中国造钟工艺达到了一个崭新的水平。1875年由上海“美利华”作坊制造的南京钟，屏风式样，钟面镀金，镌刻花纹，以造型古朴典雅、民族风格鲜明和报时清脆、走时准确而闻名于海内外，曾于1903年在巴拿马国际博览会上获特别奖。
我国近代机械制钟工业始于1915年。民族实业家李东山出资在烟台开办了中国时钟制造业的第一家钟厂—一烟台宝时造钟厂。并在1918年自制成功第一批座挂钟投放市场。1927年，烟台第二家造钟厂一一永康造钟公司开业。到1937年，烟台钟表工业已拥有6家企业和相当的生产规模。据1934年的统计，仅德顺兴、永康、慈业三家造钟厂已拥有职工1416人，拥有各类从德、英、法等国进口的生产设备149台，年生产座挂钟10.88万只。产品不仅销往华北、华东、东北、华南各大商埠，还销往新加坡、菲律宾、马来西亚、印度尼西亚、夏威夷等十多个国家和地区。
新中国成立后，我国钟表工业得到迅速发展，取得了令人瞩目的成绩。1955年由天津、上海试制出第一批国产手表。经过三十多年来不断地进行技术改造和技术改进，我国手表行业已形成具有相当生产能力和配套完整的工业体系。1988年手表产量达6700多万只，其中石英电子表2900多万只，手表产量居世界第四位。在品种方面，已成批生产机械男表、女表、日历表、双历表、自动表、怀表、秒表、数字式和指针式石英表等。在质量上，手表的走时精度已达到国际同类产品的水平，现较为出名的有东风、上海、宝石花、海鸥等牌号。
机械手表的走时精度受到很多因素的影响，一般来说，主要是以下8大因素：
外部影响
就是来自钟表外部的各种影响，取决于钟表的工作环境。常采用的措施有：防震设计、防水设计、防磁设计、附加保护外壳等。精密航海钟上常采用万向节，使航海钟在颠簸中能够保持水平。
摩擦影响
摩擦力通常有正反两方面的作用，它有积极的一方面，如摩擦分轮、自动表发条与条盒间的摩擦、螺钉自锁等；另一方面，摩擦会导致传动效率的降低和零件的摩损，从而影响计时。常用的解决方法：改善润滑条件，根据不同的要求，选用不同的润滑油；采用宝石轴承或垫片；改善齿轮的齿面条件，包括采用科学的共轭齿形和提高表面光洁度等，但一般齿面无润滑（在这种情况下，润滑油粘性所产生的阻力可能高于摩擦力）。
调节摆轮
快慢针是一种便于校时的经济结构，但理论和实践都证实它会影响系统的等时性，也可能产生位差，这些计时误差随机性比较大，无法补偿或抵消。解决方法有：尽量减少内外快慢针间距；但最好的办法是没有快慢针，通过调节摆轮的惯量来调节快慢，如劳力士公司的Mircro stella调节系统。
擒纵机构
擒纵机构的影响主要是能量传递过程中对摆轮游丝系统产生的影响，摆轮游丝系统只有在自由震荡的情况下，才能维持固定的震荡频率，显然，擒纵机构的能量传递过程会影响震荡频率。理论表明，传递过程接近摆轮平衡点时，这种影响会减小。解决方法有：采用精密擒纵机构，如爪式擒纵机构，它的能量传递过程发生在平衡点附近，传冲的角度也非常小，影响也比较小，而且，它的单向传冲使摆轮游丝系统有更多的自由震荡空间（就这一点，其相对误差可减小一半！）。当然，瑞士杠杆式擒纵机构有工艺性好、易于调整的优点，是目前国际机械表的主流擒纵机构，但在设计中，应尽量减小传冲的角度。瑞士欧米茄公司为减小擒纵机构对计时基准的影响，推出了同轴擒纵机构，这是英国乔治·丹尼尔博士的发明，但从工作原理来看，它是杠杆式擒纵机构和爪式擒纵机构的混合物。
温度影响
温度的影响主要表现在两个方面：首先，温度变化会游丝的工作长度，同时改变摆轮的惯量，可直接影响到计时精度；其次，温度变化会影响润滑油的粘度，影响传动效率，从而影响计时。对此可以采取以下方法：采用开口双金属温度补偿摆轮游丝系统；采用特殊合金材料制作游丝和摆轮，使之在工作温度区（8°－38°）有一定的温度补偿；采用移动快慢针温度补偿。采用标准的润滑油，对于极限温度情况，如欧米茄的登月表，采用无润滑或固体润滑。
磁场影响
磁场影响最大的游丝，可改变其弹性模量，也使游丝在磁场的作用下变形，产生附加应力，严重时，磁场可导致游丝粘连，严重影响走时。解决方法是：采用防磁材料。
游丝平衡
一般的荡框游丝，其重心随摆轮摆角的变化而变化，在重力作用下，它会产生位置误差。解决方法是：采用宝玑游丝，中心收缩，重心不随摆角改变；采用菲利普末端曲线的圆柱游丝并上下对称使用；采用直线游丝；历史上有人用过球形游丝，性能优越，但工艺性很差，很少实际应用。
摆轮平衡
摆轮元件的平衡问题直接影响位元差，摆轮元件的静平衡是一个基本要求。
如果在上述因素都比较理想，手表的走时又比较稳定，通过手表的动平衡，可综合改善走时性能。有一种非常特别的方法：原理是当摆轮摆幅达220度时，各种传递到摆轮上的冲力对频率无影响，曾有人采用安装在擒纵轮上的衡力机构，来控制摆幅在220附近，这也不失为一种方法。
