Древните цивилизации са използвали водни часовници, за да измерват времето чрез постоянния поток на течност в или извън съд.

Най-старият известен воден часовник е открит в гробницата на фараона Аменхотеп I в Египет и датира от около 1500 г. пр.н.е. Тези устройства, наричани още клепсидри, са позволявали на хората да следят времето през нощта или в облачни дни, когато слънчевите часовници са били неизползваеми. Ранните версии са били обикновени купи с дупка на дъното, през която водата изтичала с равномерно темпо.През 325 г. пр.н.е. гръцки инженери добавят поплавък, който се издига при промяна на нивото на водата. Този поплавък е можел да задвижва зъбни колела, които движат стрелка върху циферблат – подобно на съвременните часовници. Около 270 г. пр.н.е. Ктесибий от Александрия подобрява точността, създавайки система, която поддържа постоянно налягане на водата.През 1094 г. китайският изобретател Су Сун построява водна часовникова кула с височина над 12 метра. Тя използвала верижен механизъм, подобен на частите в по-късните механични часовници. Тази кула е можела да проследява едновременно позициите на звездите и времето от денонощието.Водните часовници са били най-точният метод за измерване на времето в продължение на над 2000 години. Тяхната прецизност е била ограничавана единствено от фактори като температурата (променяща вискозитета на водата) или замърсявания, запушващи малките отвори. В крайна сметка те биват заменени от махаловите часовници през 1656 г.