在我国历史上，天文仪器的种类很多，有测角的，有测时的，有演示性的，有的还将几种仪器联在一起使用。其中圭表、漏刻、浑仪和浑象是最为常用的。我国最早使用的天文仪器大概是表，也就是《周髀算经》中的“髀”，通过测量表杆影子的变化，可以确定方位、时刻和节令。后来为了提高精度，在表下又加了一个平正的标准尺，这就是《周礼》一书中多次出现的“土圭之法”，所以这种测影仪器又叫圭表。由圭表又发展出多种多样的测影仪器，如下面装有罗盘或时间刻度盘等，它们又统称日晷。秦汉时期就已有了专论日晷的著作，《汉书·艺文志》中记有《大岁谋日晷》29卷、《日晷书》34卷。

漏刻的起源也很早，传说是黄帝发明的，考古研究认为在公元前三四千年我国就开始使用漏刻计时了。早期的漏刻只有贮水和受水两个壶，由于结构简单，所以要许多人轮流看守。《周礼》是我国最早提到漏刻的文献，上面记载掌管漏刻的人员，自挈壶氏以下，有20人之多。后来，人们又在贮水壶上加一个能够飘浮的小箭，上有刻度，随水位降低而显示不同的时间。秦汉时，已有浮箭式漏刻，也就是将有刻度的小箭放在受水壶中，随着水量增多而逐渐上升。这样改革，便于在贮水壶中添水，以保持水位和流速的稳定，也为发明多级补偿式漏刻创造了条件。多级漏壶，就是用上一级漏壶漏出的水来补充下一级漏壶的水位，使其保持其本稳定，补偿壶越多，最下面的漏壶的水位就越稳定，计时也就越准确。东汉张衡《浑天仪图注》中记“漏水转浑天仪”里用的是二级漏壶，是我国这项发明的最早记载。汉代专论漏刻的著作还有《常符漏品》和霍融的《漏刻经》等。魏晋南北朝时，漏刻又有重大发展，有许多改进和发明，漏刻专著就有十几种。晋代孙绰的《漏刻铭》最早记载了三级补偿式浮箭漏；梁代陆倕〔chui垂〕的《新漏刻铭》记载了祖暅用龙口承接吐水，避免了水波激荡，不易读刻数的发明。公元5世纪，北魏道士李兰发明了秤漏，即用中国秤称量流入受水壶中水的重量的变化来计量时间，其详细结构都记载于李兰所著的《漏刻法》中。该书中还记有一种称为“马上奔驰”的漏刻，顾名思义，这是一种便携式的漏刻，可以在骑马出行时计量时间。

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