古代中國人發明的計時機械是古代最為複雜的科學機械。它的特點是既與觀察天象結合，又能報告時刻更數，故此又稱其為天文鐘。計時機械對近代科學的興起產生重大影響。

東漢張衡在漢安帝元初四年（公元117年）製成一架渾象。十多年後約公元130年又製成一架「水運渾象」。球狀的渾象直徑達l米以上，而且在這球體周圍和球面上「具內外規、南北極、黃赤道，列二十四氣、二十八宿中外星官及日月五緯。」張衡創製的「瑞輪蓂莢」以機械輪子和「關戾」（能轉動的機械裝置）的轉動來顯示月相和朔望月的天數，它是前所未聞的一種計時機械。不過，它不是顯示一日之中的時辰更點，而是表示一個朔望月的日期。「瑞輪蓂莢」和渾象都是以水力轉動。據推測與研究，張衡的渾象是由水輪驅動減速齒輪系，使其每天回轉一周。

唐開元十三年（公元723年），唐僧一行（俗名張遂）和梁令瓚等人合作製成「水運渾天」。它不但能演示天球和日月的運動，還能按刻擊鼓、按辰撞鐘。這是一架地道可控的天文鐘。「水運渾天」不僅「施輪軸」，而且「鉤鍵交錯，關鎖相持」。這可能是對控制驅動輪的連續轉動而言。

張思訓於公元979年設計的渾象，於公元980年製成。這架天文鐘與一行所製的「水運渾天」不同之處，是以水銀推動動力輪，同時，「着日月象，皆取仰視」。蘇頌（1020至1101年），字子容，1086年，奉詔定奪新舊渾儀。這是渾儀、渾象、圭表和報時機械三者合而為一的大型機械。據研究，它總高為11.88米，寬7米，全台為方形底、上狹下廣的三層木構建築，動力機、傳動機和工作機均置於其內。蘇頌、韓公廉還製造了一具世界上最早的假天儀。這些儀器均在1092年6月完成。從外表看，蘇頌、韓公廉的水運儀象台類似三層樓房的木構建築。上層置渾儀，並有板屋以防風雨；中層置渾象；下層又分為五小層，每層均有報時木偶，所有齒輪及其傳動系統、報時系統、樞輪及其動力系統皆裝置於這一木構建築內。

郭守敬（1231至1316年），字若思，順德邢台（今屬河北）人，元代天文學家、儀器製造師和水利專家。他所製造的計時器稱為「大明殿燈漏」，或簡稱「燈漏」，製於其晚年。郭守敬的燈漏已和天文儀器分家，機械設計的重點在於計時。其名稱為「漏」，表示此機械的功用僅與古代「銅壺滴漏」相同，而不包括渾象、渾儀一類天文儀器在其中了。