Las antiguas civilizaciones medían el paso del tiempo a través del transcurso del día y de los ciclos lunares. Por eso, aproximadamente 3000 años antes de Cristo, se inventó el reloj de sol, utilizado primero por los egipcios. Su funcionamiento se basa en la sombra que un puntero triangular arroja sobre una escala marcada en la superficie del reloj para indicar la posición del sol.
Estos miden el tiempo mediante el flujo regulado de un líquido. Hay dos tipos, según el líquido vaya o venga de un recipiente graduado, su ventaja era la medición permanente tanto matinal como nocturna. Mientras hay agua se podrá medir el tiempo, llamado comúnmente Clepsidra, palabra que se deriva de Klepto (ladrón) y siderial (tiempo de salida) quedando un significado conjunto de "días robados".
Alrededor del año mil en los monasterios se inventaron mecanismos que ayudaron a los monjes a medir tiempos de forma precisa para sus rezos. Los primeros relojes mecánicos se activaban mediante pesos colgados de cilindros y palancas. Los relojes mecánicos con manecillas que avanzan lentamente por la acción de engranajes aparecieron alrededor de 1300. Desde el siglo X, con nuevo impulso que el comercio y las manufacturas imprimieron a la vida urbana en Occidente, las ciudades adquirieron gran prosperidad e impulsaron la construcción de relojes mecánicos que permitían regular los trabajos urbanos. En monasterios y ciudades el ritmo de trabajo era artificial, a diferencia de lo que ocurría en el campo, cuyo ritmo de trabajo era natural, regido por la trayectoria del sol. Y un ritmo de trabajo artificial debía medirse con un tiempo artificial y un mecanismo que no tenía porque emular el ritmo de los astros. Así surgió en Occidente el reloj mecánico que se convertiría en el representante más genuino de su filosofía de la vida y de su filosofía económica, introduciendo valores nuevos como la precisión y la eficacia.
Los relojes de péndulo fueron utilizados en las torres de las iglesias y castillos en el siglo XIII y no fue hasta el siglo XV cuando empezaron a emplearse para el uso doméstico. Huygens Christian fue el primero en patentar el reloj de péndulo en 1656, lo que permitió medir el tiempo con mayor precisión, Se inspiró en las investigaciones de Galileo sobre el isocronismo del péndulo oscilatorio, o de cómo es la longitud la que influye en el periodo de su oscilación. El funcionamiento de este tipo de relojes está regulado por un péndulo. En ellos la fuerza motriz es la acción de la gravedad que actúa sobre una masa suspendida de una cuerda enrollada alrededor de un cilindro. Este cilindro transmite el movimiento al piñón que a su vez mueve la rueda.
En 1839 Steinheil, profesor en la universidad de Múnich, construyó un reloj mecánico con un contacto oscilante debajo del péndulo. El reloj principal estaba colocado en el instituto educativo de Múnich y envió pulsos eléctricos hacia un reloj secundario colocado en el observatorio de Bogenhausen a una distancia de unos dos kilómetros El reloj secundario fue provisto de un imán permanente y una bobina. La bobina movía el imán, fijado a una áncora que conducía las agujas del reloj secundario. El péndulo oscila, inclinando un balancín, el cual permite las espigas fiadas al hacer contacto con el mercurio en los tubos de cristal, los cuales están debajo de este balancín. De esta manera se hace contacto y por un arreglo listo de los alambres, inventado por el matemático y físico el alemán Carl Friedrich Gauss (1777-1855). La corriente que fluye a los relojes secundarios fue invertida en cada oscilación. Por primera vez se era capaz de indicar el tiempo a dos lugares, a gran distancia uno del otro, gracias a un único reloj. Sin embargo, Alexander Bain, un relojero de Edimburgo, constituirá la base de la relojería eléctrica. En 1840 Alexander Brain construyó el primer reloj fiable cuyo funcionamiento era a través de un electroimán. La electricidad generada con unas enormes placas de cobre y de zinc, hacía funcionar el reloj. No hasta 1843 (patente no. 9745) y 1845 (patente no. 10838) Bain construyó relojes electromecánicos. Sin embargo, estos relojes todavía tenían muchos problemas tales como la manera pobre de hacer contacto y su dependencia de la condición de la batería.
El relojero británico John Harwood, fundó en 1922, Presentó la patente del invento el 7 de julio de 1923 y publicada como GB 218487 una pequeña empresa de reparación de relojes. No estaba enterado de trabajos previos en este terreno, pero quería desarrollar un reloj de cuerda automática. Su motivo no era eliminar la molestia de tener que dar cuerda al reloj, sino prescindir de la corona exterior que permitía la entrada de suciedad en el mecanismo y dañaba el reloj. Los relojes Harwood serían también útiles para poder dar cuerda al reloj regularmente sin que un esfuerzo humano mal calculado causara problemas. En un solo año, en el año 1923, ya había sido capaz de crear un reloj que podía generar la suficiente energía para darse cuerda solo. Salieron a la venta en 1928, y se fabricaron 30.000 unidades antes de que la empresa se endeudara a causa de la fuerte depresión de la época. Las compañías relojeras empezaron a interesarse en buscar soluciones para el reloj de cuerda automática. Pero en aquel momento Rolex Sacó al mercado un reloj que no necesita que le den cuerda, vendido como Rolex Oyster Perpetual, éste fue el principio de la fortuna de Rolex como el fabricante tradicional de reloj con más prestigio. Otro concepto que obtuvo un gran éxito, fue el de compañía Watch Company en 1930, En lugar de utilizar un peso que oscilaba adelante y atrás, el peso giraba en círculos completos como un movimiento de rotor.
El primer reloj de cuarzo lo llevó a cabo el estadounidense Warren Marrisson en 1929 quien empleó cristales de cuarzo y transformó sus oscilaciones en una corriente de frecuencia que puso en movimiento las agujas de un reloj. La diferencia entre un reloj de cuarzo y un mecánico, es que el de cuarzo se caracteriza por poseer una pieza de cuarzo que sirve para generar los impulsos necesarios a intervalos regulares que permitirán la medición del tiempo. El cuarzo se talla habitualmente en forma de lámina y se introduce en un cilindro metálico; para proteger el mineral. Para que vibre el cristal de cuarzo, debe ser alimentado por un campo eléctrico oscilante generado por un circuito electrónico. La electricidad la conseguimos gracias a una pila eléctrica. Básicamente el movimiento electrónico analógico dispone de una batería que alimenta a un circuito que impulsa a las ruedas de las agujas del reloj. La regulación de la frecuencia del cuarzo llega a alcanzar los 32.768Hz a diferencia de los mecánicos, cuya máxima frecuencia es de 5Hz. Es una diferencia muy considerable, y que convierte a los mecanismos de cuarzo en aparatos mucho más precisos que cualquier reloj de movimiento mecánico.
En 1972 Hamilton presenta el primer reloj digital de la historia, bajo la marca Pulsar, después adquirida por Seiko. Poco después, Longines sacó el primer reloj digital con pantalla de cristal líquido LCD. Pronto se inicia una producción masiva de este tipo de relojes ya sea analógicos como principalmente digitales LCD en Japón y Hong Kong a cargo de fabricantes como Casio, Citizen o Seiko. Gracias a su comodidad (muchos consumidores los usan para sustituir a relojes de alimentación a cuerda) precisión, bajo coste y funciones antes reservadas a relojes de alto precio como alarmas, cronógrafos o calendarios que no requieren ajuste, tienen un fulgurante éxito comercial. El principio de funcionamiento de los relojes digitales se basa en elementos electrónicos relacionados entre sí, resistencias, diodos, diodos leds, todos ellos alojados en una pequeña placa, una pantalla LCD o display y demás agregados que le permiten realizar las diferentes funciones. En dicha placa se encuentra un circuito integrado que es el encargado de memorizar y realizar u ordenar todas las aplicaciones que dicho dispositivo debe realizar. Todos estos elementos son alimentados con una corriente directa que va desde los 1.5 hasta los 3V. Para esto se diseñaron pequeñas baterías que irían alojadas dentro de la armazón de dichos relojes.
