Тек донедавно, барем у смислу људске историје, људи су осећали потребу да знају доба дана. Велике цивилизације на Блиском Истоку и Северној Африци су први покренуле сат прављења пре 5.000 до 6.000 година. Својим бирократијама и формалним религијама, ове су културе пронашле потребу да ефикасније организују своје време.
Елементи сата
Све сатови морају имати две основне компоненте: Морају имати редован, константан или понављајући процес или радњу којом се обележавају једнаки кораци времена. Рани примери таквих процеса укључују кретање сунца по небу, свеће означене у корацима, уљне лампе са обележеним резервоари, пескаре или „сатне чаше“, а на Оријенту мали камени или метални лавиринти испуњени тамјаном који би горио у одређеној темпо.
Сатови такође морају да имају могућност праћења прираштаја времена и моћи да приказују резултат.
Историја мерење времена је прича о тражењу све доследнијих радњи или процеса за регулисање брзине сата.
Обелискс
Тхе Египћани били су међу првима који су своје дане и формално поделили на делове који подсећају на сате. Обелискови - витки, сужени, четверострани споменици - изграђени су већ 3500. године пре нове ере. Њихове покретне сјене формирале су својеврсни сунчани сат, који је грађанима омогућио да подијеле дан у два дијела назначивањем поднева. Они су такође показали најдуже и најкраће године у години када је сенка у подне била најкраћа или најдужа у години. Касније су додате маркере око базе споменика како би се назначиле даље временске поделе.
Остали сунчани сатови
Још један египатски сат у сенци или сунчани сат почео је да се користи око 1500. године пре нове ере за мерење пролаза "сати." Овај уређај је поделио дан осветљен сунцем на 10 делова, плус два сата „сумрака“ ујутру и вече. Кад се ујутро дугачка стабљика са пет различито распоређених трагова била оријентисана на исток и запад, уздигнута пречка на источном крају бацила је сенку на покретну сенку. У подне је уређај окренут у супротном смеру да би мерио поподневне „сате“.
Меркхет, најстарије познато астрономско средство, био је египатски развој око 600. године пре нове ере. Два меркета коришћена су за успостављање линије север-југ тако што су их поставили у везу са пољском звездом. Затим би их могли користити за означавање ноћних сати одређивањем када одређене друге звезде прелазе меридијан.
У потрази за тачношћу током читаве године, сунчани се еволуирали од равних хоризонталних или вертикалних плоча до облика који су били сложенији. Једна верзија била је хемисферни бројчаник, удубљење у облику посуде урезано у блок од камена који је носио централни вертикални гномон или показивач и био је исписан низом сатних линија. Хемицикл, за који се наводи да је изумљен око 300. године пре нове ере, уклонио је бескорисну половину хемисфере да би добио изглед полусеће урезаног у ивицу квадратног блока. До 30. године пре нове ере, римски архитекта Марцус Витрувиус могао би да опише 13 различитих стилова сунчања који се користе у Грчкој, Малој Азији и Италији.
Водени сатови
Водени сатови били су међу најранијим часовницима који нису зависили од посматрања небеских тела. Једна од најстаријих пронађена је у гробу Аменхотепа И која је сахрањена око 1500. године пре нове ере. Касније названи цлепсидрас или "лопови воде" од Грка који су их почели користити око 325. године пре нове ере, то су били камени посуде са нагнутим странама које су омогућавале капање воде готово константном брзином из мале рупе у близини дно.
Остале клепсиде биле су цилиндричне или посуде у облику посуде, дизајниране да се полако пуне водом која долази сталном брзином. Ознаке на унутрашњим површинама измериле су прелазак „сати“ док је ниво воде достигао до њих. Ови сатови су коришћени за одређивање сати ноћу, али се могу користити и на дневној светлости. Друга верзија састојала се од металне посуде са рупом на дну. Посуда би се одређено време напунила и потонула када би се ставио у посуду са водом. Они се још увек користе у северној Африци у 21. веку.
Грчки и римски хоролози и астрономи развили су сложеније и импресивније механизоване водене сатове између 100 година пре нове ере и 500 ЦЕ. Додатна сложеност имала је за циљ да проток постане константнијим регулисањем притиска воде и пружањем лепршавијих приказа времена. Неки водени сатови звонили су звонима и гонговима. Други су отворили врата и прозоре како би показали мале фигуре људи или померили показиваче, бројчанике и астролошке моделе свемира.
Брзину протока воде је врло тешко тачно контролисати, тако да сат заснован на том протоку никада не може постићи одличну тачност. Људи су природно вођени другим приступима.
Механизовани сатови
Грчки астроном Андроникос надгледао је изградњу Куле ветрова у Атини у првом веку пре нове ере. Ова осмеространа структура показала је сунчане и механичке показатеље сата. Садржао је 24-сатну механизовану клепсидру и показатеље за осам ветрова по којима је кула добила име. Приказао је годишња доба и астролошке датуме и периоде. Римљани су такође развили механизоване клеспидере, али њихова сложеност је постигла мало побољшања у односу на једноставније методе за одређивање времена.
На далеком истоку, механизована израда астрономског / астролошког сата развијала се од 200 до 1300 ЦЕ. Кинески клепсистири из трећег века покретали су различите механизме који су илустровали астрономске појаве.
Једну од најразвијенијих кула са сатом саградили су Су Сунг и његови сарадници 1088. године по ЦЕ. Су Сунг-ов механизам је уградио водену базу измишљену око 725. године ЦЕ. Торањ са сатом Су Сунг, висок преко 30 стопа, имао је бронзани мотор армиларна сфера за осматрања, аутоматски ротирајућа небеска глобуса и пет предњих плоча са вратима која су омогућавала гледање променљивих лутки које су звецкале звонима или гонговима. Држала је таблете које су означавале час или друга посебна доба дана.