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日晷
相传古时候，有个名叫万年的青年，看到当时节令很乱，就想把节令定得更准确。但是苦于找不到计算时间的方法。一天，他上山砍柴累了，坐在树荫下休息，树影的移动启发了他，他设计了一个测日影计时工具，这就是日晷。但是遇到下雨天，没有阳光日晷便无法使用，不过下雨时屋檐下的滴水又启发了他的灵感，他又动手做了一个漏壶，来计算时间。一切完成之后，万年就带着日晷和漏壶去见当时的国君祖乙。祖乙一见之后大悦，于是把万年留下，并希望能测准日月规律，推算出准确的晨夕时间，创建历法，为天下的黎民百姓造福。冬去春来，年复一年，万年经过长期观察，精心推算，制定出了准确的太阳历。为纪念万年的功绩，便将太阳历命名为“万年历”，并把每年的初一定为“年”。
传说当然只是传说，但是说看到光影移动而发明日晷，看到檐下滴水而发明漏壶，这是比较符合其自身发展逻辑的。
事实上，日晷由圭表演变而来。表发明之后，人们可以根据表影的情况来判断季节和时间，但是这种时间的计量是极不准确的，人们要求知道比较准确的时间，于是表就演变成了日晷。中国古语说“一寸光阴一寸金，寸金难买寸光阴”，把“光阴”用“寸”来度量，正是源于古代日晷的计时方式。日晷的使用应该是很早的，秦汉时期就已有了专论日晷的著作。
地平日晷
日晷的主要部件是一根表（晷针）和刻有时刻线的晷面，根据针影与时刻线的重合情况，就能知道时间。日晷按晷面所放的位置不同，分为地平日晷、赤道日晷、立晷、斜晷等，最常见的是地平日晷和赤道日晷。
地平日晷的晷面水平放置，晷针不是垂直于晷面，而是呈倾斜状指向北天极。晷针与晷面之间的夹角为北极星的地平高度，亦即当地的地理纬度。但太阳的地平经度变化是不均匀的，这意味着地平日晷上的方位刻度，若等时就不等分，若等分就不等时。从使用角度看，既不方便，也不准确。隋开皇十四年（594年），袁充向朝廷所上的晷影漏刻数据就是用一架地平式日晷测出的，但这架日晷的分刻却是均匀的，因此，测出的时间是不均匀的。由于缺乏投影几何知识，中国古代一直没有掌握地平式日晷的正确分划方法，这可能是地平式日晷得不到流行的主要原因。
赤道日晷有明显优于地平日晷之处。赤道日晷是在石刻的晷面中心安装一根铜制或铁制的指针，指针与晷面垂直。晷面放置在一个石台上，南高北低，与赤道平行。指针上端正指北天极，下端正指南天极。晷面的上下两面均刻有子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥12个时辰，刻度均匀。太阳出来后，晷针的影子落在哪个时辰的刻度上，即说明此时是什么时辰。每年春分以后，取影计时看晷面上的影，秋分以后看晷面下面的影。现在所知道的最早的赤道式日晷的记载出自南宋曾敏行的《独醒杂志》，被记的这架日晷是由其叔伯曾南仲制作的，与现代的赤道式日晷结构基本一致。从南宋开始，这种日晷开始流行于世。
赤道日晷
元代郭守敬的仰仪实际上也是一种日晷，其主体是一个直径1.2丈的半球壳，内表面有赤道坐标网。半球球心处装有一块带孔的铜片，太阳通过小孔可以成像于坐标网上，从而可以直接读取太阳的位置坐标，并测出真太阳时。除此之外，从这架仪器上还可直接读出日食的亏起方位及食分等数据。以后，人们又根据同样原理制成了微型仰仪，清代的碗晷实际上就属这类仪器。
仰仪
1692年初，康熙帝曾在乾清门把大学士、王公九卿招至御前，欲以中国的日晷来对比西洋的钟表。康熙派人取来日晷，用笔画出正午时光影应该在的位置，并与一行人一直在日头下等到了正午。正午时分，用西方的科学技术制造出来的时辰钟，与日晷所显示的时间完全吻合。这一实验令在场的王公大臣们对西方科技十分信服。
传统的表和日晷都是利用日影方向的变化作为计时的根据，但这种仪器在阴天和夜晚是无法使用的。因此，中国古人为解决这个问题，创制了漏刻计时的方法。漏刻计时最初可能只是作为对于晷影计时方法的补充，但是后来却发展成为一种独立的计时系统。
