Menurut bukti arkeologis, ini digunakan dalam astronomi Babilonia kuno dan di Mesir kuno . Pada tahun 2600 SM, Tiongkok juga menggunakan instrumen penunjuk waktu seperti jam matahari untuk mengukur waktu dan melakukan perhitungan astrologi. Namun, keakuratannya dipertanyakan karena kondisi cuaca harian yang tidak dapat diprediksi.
Tak lama setelah pengembangan kalender bulan dan matahari, peradaban kuno mulai mengembangkan metode ketepatan waktu sehari-hari yang lebih baik. Jam air mungkin diciptakan oleh Dinasti Zhou pada awal 1046 SM, dan kemudian dibawa ke Mesopotamia, tetapi tahun-tahun ini tidak pasti.
Di Yunani Kuno, Plato dikatakan telah memperkenalkan jam air pertama di sana yang berasal dari abad ke-3 SM. Mereka mengembangkan mekanisme bertenaga air yang disebut Clepsydrae.
Alat-alat ini digunakan selama beberapa ratus tahun. Variasi lain dari jam ini digunakan sebagai alarm yang mengandalkan luapan bola timah yang jatuh ke dalam bejana yang mengapung di atas tong berbentuk kolom.
Selama satu hari, tong akan terisi air hingga terbalik, menyebabkan bola-bola itu turun ke piring tembaga, yang menimbulkan suara berisik yang digunakan untuk membangunkan murid-murid Plato di pagi hari.
Jam air lain, yang dikenal sebagai Fenjaan, dikembangkan antara abad keenam dan ketiga SM di Persia kuno, dan digunakan untuk pemerataan air bagi petani dan pemilik tanah untuk irigasi. Seiring waktu, FenJaan digunakan untuk menentukan hari-hari suci dalam kalender Zoroastrian. Jam air terus digunakan hingga abad ke-11 M di Eropa.
Ketepatan waktu juga dilakukan dengan menggunakan jam pasir, yang digunakan terutama di kapal laut besar pada abad ke-11. Jam pasir juga digunakan oleh pengrajin, untuk berdoa, dan di pabrik tepung.
Dibandingkan dengan jam matahari, jam pasir lebih konsisten dan dapat diandalkan. Gereja Katolik Roma juga bertanggung jawab atas perkembangan tambahan dalam teknologi ketepatan waktu, karena ketepatan diperlukan untuk menunjukkan waktu ibadah di biara-biara di seluruh Eropa.
Seiring berjalannya waktu, kebutuhan akan ketepatan waktu yang akurat menjadi sangat penting karena perdagangan dan pedagang mulai berkembang ke daerah lain.
Salah satu contohnya adalah penambahan lonceng untuk menunjukkan waktu sholat. Pada abad ke-11 M di Iberia Islam, jam roda gigi pertama diciptakan oleh Ibn Khalaf al-Muradi. Kecanggihan tambahan pada ketepatan waktu ini memengaruhi perkembangan lebih lanjut jam mekanis di Eropa.
Pada 1580-an pembuat jam mencoba mencari cara menghitung menit dan detik untuk mengatur jam dalam mengejar metode ketepatan waktu yang lebih baik. Pengukuran dan teknik dalam menentukan menit dan detik diturunkan dari partisi derajat sexagesimal.
Namun, metode tersebut tidak disempurnakan hingga terciptanya jam pendulum, yang dikembangkan oleh Christiaan Huygens pada 1656. Enam bulan kemudian, Huygens diberikan lisensi untuk pembuatan jam pendulum secara komersial.