In origine la clessidra era un contenitore pieno d'acqua, alla base del quale era praticato un foro per la fuoriuscita del liquido: ciò consentiva di individuare un intervallo di tempo impiegato, per esempio, per regolare la durata delle guardie notturne e degli interventi degli avvocati durante le cause. Un primo perfezionamento, determinato dalla necessità di avere una misura del tempo giornaliero che non dipendesse esclusivamente dagli orologi solari, consistette nell'aggiungere un secondo contenitore a ricevere l'acqua che fuoriusciva dal primo. Nel recipiente sottostante erano praticate delle scanalature parallele a distanze eguali le une dalle altre: fungendo da linee orarie, permettevano di verificare che la salita dell'acqua da un livello al successivo avvenisse in modo omogeneo. Col progresso degli studi gli orologi ad acqua divennero sempre più elaborati, fino ad azionare complessi dispositivi meccanici.