Początkowo wykorzystywano do odmierzania czasu klepsydry wodne, następnie klepsydry piaskowe. Klepsydry zbudowane są z dwóch, przeważnie szklanych baniek, jedna z nich umieszczona jest dokładnie nad drugą bańką. Bańki klepsydry połączone są zwężeniem przepuszczającą ustaloną ilość piasku w konkretnym czasie. Klepsydry piaskowe wykorzystywane były już w średniowiecznej Europie. Początkowo miały one bardzo przystępną konstrukcję i nie wymagały żadnej wiedzy matematycznej czy astronomicznej.

Pierwotnie stosowano klepsydrę do odliczania czasu w kościołach i katedrach. Później podobnie jak np. dzwony wyemigrowały one na żaglowce – wraz z rozwojem nawigacji i coraz dłuższymi i wymagającymi większej precyzji w nawigacji rejsach stały się one nieodłącznym atrybutem nawigatorów. Na podstawie przesypu piasku w klepsydrze wybijane były „szklanki”, dzięki nim określano prędkość i kierunek żaglowania.

Klepsydry stawały się coraz bardziej złożone, łączono je w jeden zegar, każda z nich potrafiła wskazywać inny okres czasu – w zależności od wielkości szklanego środka i ilości zawartego w nich piasku oraz szybkości jego przesypywania klepsydry mogły być jednominutowe, ale również jednodobowe. W roku 1660 opatentowano mechaniczną klepsydrę piaskową, która samoczynnie odwracała się gdy jedna z jej części została wypełniona piaskiem.