Солнечные часы — самый ранний тип хронометража, который показывает время суток по положению тени от какого-либо предмета, подверженного воздействию солнечных лучей. С течением дня солнце перемещается по небосводу, заставляя тень объекта двигаться и указывая на течение времени.
Первым устройством для определения времени суток, вероятно, был гномон, датируемый примерно 3500 годом до нашей эры. Он представлял собой вертикальную палку или столб, и по длине отбрасываемой им тени можно было судить о времени суток. К VIII веку до н. э. стали использоваться более точные устройства. Самые ранние из известных солнечных часов, сохранившихся до наших дней, — египетские теневые часы из зеленого сланца, датируемые, по крайней мере, этим периодом. Теневые часы состоят из прямого основания с приподнятой перемычкой на одном конце. Основание, на котором начертана шкала с шестью временными делениями, располагается в направлении восток-запад, причем утром перемычка находится на восточном конце, а днем — на западном. Тень от перемычки на этом основании указывает время. Подобные часы и в наши дни используются в некоторых районах Египта.
Еще одним ранним устройством были полусферические солнечные часы, или гемицикл, приписываемые греческому астроному Аристарху Самосскому около 280 года до нашей эры. Изготовленный из камня или дерева, прибор состоял из кубического блока, в котором было вырезано полусферическое отверстие. К этому блоку крепилась указка или стило, один конец которого находился в центре полусферического пространства. Путь, проходимый кончиком тени указателя в течение дня, представлял собой примерно дугу окружности. Длина и положение дуги менялись в зависимости от времени года, поэтому на внутренней поверхности полусферы было начертано соответствующее количество дуг. Каждая дуга делилась на 12 равных делений, и каждый день, отсчитываемый от восхода до захода солнца, имел 12 равных интервалов, или «часов». Поскольку продолжительность дня зависела от времени года, эти часы также менялись по длине от сезона к сезону и даже от дня к дню и, соответственно, назывались сезонными часами. Солнечные часы Аристарха широко использовались на протяжении многих веков и, согласно арабскому астроному Аль-Баттани (ок. 858-929 гг. н.э.), все еще использовались в мусульманских странах в X веке. Вавилонский астроном Берос (расцвет около 290 г. до н. э.) изобрел вариант этих солнечных часов, отрезав часть сферической поверхности к югу от дуги окружности, прочерченной кончиком тени в самый длинный день в году.
Греки, обладая геометрическими способностями, разработали и построили солнечные часы значительной сложности. Например, Башня ветров в Афинах, восьмиугольная по форме и датируемая примерно 100 годом до н. э., содержит восемь плоских солнечных часов, обращенных к различным кардинальным точкам компаса. Кроме того, многочисленные древнегреческие солнечные часы имеют конические поверхности, вырезанные в каменных блоках, где ось конуса (в котором находится вершина гномона) параллельна полярной оси Земли. В целом, судя по всему, греки строили приборы с вертикальными, горизонтальными или наклонными циферблатами, указывающими время в сезонных часах.
Как и у греков, в солнечных часах римлян использовались сезонные часы. В 290 году до н. э. первые солнечные часы, захваченные у самнитов, были установлены в Риме; первые солнечные часы, предназначенные для города, были построены только в 164 году до н. э. В своем великом труде «Об архитектуре» римский архитектор и инженер Витрувий (расцвет — I век до н. э.) назвал множество типов солнечных часов, некоторые из которых были переносными.
Средневековые мусульмане проявляли особый интерес к солнечным часам, поскольку с их помощью можно было определить время молитвы. Действительно, большинство мусульманских солнечных часов содержат линии, указывающие на это время, а на некоторых они вообще являются единственными линиями. Хотя мусульмане переняли основные принципы создания солнечных часов у греков, они увеличили разнообразие доступных конструкций за счет использования тригонометрии. Например, они изобрели широко распространенные сейчас солнечные часы с гномоном, параллельным полярной оси Земли. В начале XIII века н. э. Абу аль-Хасан аль-Марракуши написал работу о построении часовых линий на цилиндрических, конических и других типах солнечных часов, и ему приписывают введение равных часов, по крайней мере, для астрономических целей.
С появлением механических часов в начале XIV века солнечные часы с равными часами постепенно вошли в общее употребление в Европе, и вплоть до XIX века солнечные часы по-прежнему использовались для обнуления механических часов.
