نخستین دستگاه‌های زمان سنج مکانیکی در قرن سیزدهم ساخته شدند. این‌ها ماشین‌های پر سر و صدایی بودند که برج‌های شهرداری‌ها و مناره‌ی کلیسا‌ها را مزین می‌کردند و مکانیسم کار ان‌ها سقوط وزنه‌های سنگین بود. فکر ساخت ساعت‌های کوچک و قابل حمل به ذهن کمتر کسی می‌رسید.
در حدود 1500 قفل سازی از شهر قرون وسطایی نورنبرگ واقع در جنوب آلمان به نیروی جدیدی که می‌توانست در مکانیسم کار ساعت مفید باشد دست یافت. شاید دیگران هم به چنین ایده‌ای رسیده بودند، اما پیتر هنلاین بود که ان را عملی کرد. وی باریکه‌ای از ورق آهنی نازکی را گرفت و پیچاند و آن را عملی کرد. وقتی فنر را می‌پیچاندند. (کوک می‌کردند) انرژی در آن ذخیره می‌شد و با شل شدن فنر این انرژی به تدریج ازاد می‌شد. امروزه مکانیسم کار ماشین‌هایی مثل ترن اسباب‌بازی هم که با چنین فنر‌هایی کار می‌کنند اصطلاحا «ساعت وار» (clockwork) نامیده می‌شود. به این ترتیب می‌شد ساعت‌های کوچکی ساخت و روی قفسه یا میز قرارداد یا حتی می‌شد آن‌ها را به کمک زنجیری به گردن آویخت و این بزرگترین توفیق هنلاین بود که در سال 1510 عملی شد. لذا ساعت‌های قابل حمل هر چند هنوز به کوچکی ساعت‌های جیبی نبودند ساخته شدند.
این ساعت‌های اولیه از نظر شکل و اندازه مثل شلغم بودند اما به تدریج شکل آن‌ها به بیضی تبدیل شد و موسوم به «تخم مرغ نورنبرگی» شدند. این ساعت‌ها که با سنگ‌های قیمتی تزیین می‌شدند نمادی از ثروت و مد به شما می‌رفتند اما دقت زمان سنجی آن‌ها کم بود و نیاز به مراقبت زیاد داشتند. اجزای دست ساز آهنی ساعت‌ها بسیار سخت و غیرقابل انعطاف بودند و به فنر اصلی بسیار نیرومندی نیاز داشتند تا بتواند گذشت زمان را نشان دهد. وقتی به مرور زمان این فنر شل می‌شد ساعت آهسته‌تر کار می‌کرد و زمان کند سپری می‌شد.
اصلاح این مشکل سبب شد تا ساعت از وسیله‌ای تجملی به ابزاری مفید تبدیل شود. حدود سال 1525 یاکوب زک، مکانیکی سویسی که در پراگ زندگی می‌کرد به فکر ساخت «قرقره‌‌ی مخروطی» (fusee) افتاد. به این ترتیب رشته‌ای پس از عبور از قرقره‌ای مخروطی فنر اصلی را به باقی اجزای ساعت متصل می‌کرد. لذا فنر می‌توانست فشار ثابتی را انتقال دهد و ساعت می‌توانست زمان را بهتر بسنجد.
حدود سال 1600 کاربرد ساعت فراگیر شد. مالولیو در نمایشنامه‌ی شب دوازدهم شکسپیر از ساعت خود با غرور سخن می‌راند. برنج و بعد‌ها فولاد به جای اهن در ساخت اجزای ساعت به کار رفتند و در ساخت ساعت به جای پرچ از پیچ استفاده کردند و صفحه‌ای شیشه‌ای برای حفاظت از عقربه‌ها که اینک علاوه بر گذشت ساعت می‌توانست گذشت دقیقه‌ها را نیز نشان دهد، قرار دادند. این گونه ساعت‌ها فراتر از اشیای تجملی بودند اما هنوز دقت قابل قبول نداشتند. می‌بایست راهی برای اندازه‌گیری آحاد زمان، شمارش و ثبت آن‌ها ابداع می‌شد. یک قرن سپری شد تا این امر ممکن شود.
