Het oudste middel, om den tijd van den dag te weten, was een boom of een paal, staande op het vrije veld; dit was het eerste uurwerk; en de schaduw daarvan de eerste wijzer. Nadat men door de ervaring vastgesteld had, in welke richting de schaduw in het middaguur viel, leerde men spoedig ook de overige uren uit de voortschrijdende beweging van de schaduw af te leiden.
Zo ontstond de zonnewijzer, die eerst in lateren tijd, toen de mens een hogeren trap van kultuur bereikt had, een meer praktische gedaante kreeg. De oorspronkelijk loodrecht op den aardbodem staande stang werd parallel aan de wereldas op het grondvlak geplaatst, zodat zich de dagelijkse beweging der zon altijd op het loodrecht op den wijzer staande grondvlak aftekende.
Op dit vlak werden de verschillende uren door cijfers of tekens aangegeven. Meestal werd de binnenzijde van een ring als cijferblad (wijzerplaat) gebruikt.
Men ziet zulke zonnewijzers nog wel in de tuinen van sommige villa’s. Ook aan kerktorens vindt men nog heden ten dage zulke tijdaanwijzers, maar dan staat het cijferblad loodrecht tegen den muur, terwijl de wijzer naar de wereldpool wijst.Om twee redenen zijn de zonnewijzers slechts gebrekkige instrumenten. In de eerste plaats zijn zij bij nacht en bij bewolkten hemel onbruikbaar, en in de tweede plaats wijkt hun aanwijzing bijna altijd meer of minder van onze burgerlijke tijdsindeling af. Dit hangt samen met 'de elliptische baan en de niet gelijkmatige snelheid van beweging der aarde in haar baan. Onze klokken verdelen een helen dag in 24 uren van gelijken duur, onverschillig of het April of Juni is. Dat noemen wij den middelbaren tijd. De zonnewijzer echter wijst zonnetijd, zodat de uren van een Aprildag langer zijn dan die van een Junidag.
Slechts op vier dagen van het jaar is de middelbare tijd dezelfde als de zonnetijd, n.l. op 16 April, 17 Juni, i September en 26 December. In Februari en Juli lopen onze klokken bij den zonnetijd achter, terwijl in Mei en October de zon achterblijft.
