中國古代也存在機械計時器，但那不是西方常用的機械鍾，而是指具有時間計測功能的天文儀器。
中國天文儀器的發展到漢代達到一個高峰，對後世天文學發揮巨大作用的渾儀、渾象，都是這個時候出現的。所謂渾象，就是一種兼具計時功能的天文演示儀器。據西漢文學家揚雄記載，漢宣帝時的大司農中丞（主管全國農業的官員）耿壽昌最早製作了一架渾象。但揚雄對此隻是順便提及，並未加以說明，以致今人對耿壽昌渾象的結構、性質、功能以至他是否做過渾象，都還存在一些疑慮。
在天文儀象發展史上，具有測時功能的渾象的最早發明人，是東漢科學家張衡。張衡的水運渾象主體是一個象征天體的銅製圓球。圓球上標出了對應的南北天極，畫出了天赤道、黃道，在黃道上標出了二十四節氣的位置，還在圖球上標出了許多恒星的位置，並且用一些可以移動的標誌來表示太陽、月亮和金、木、水、火、土五大行星。渾象放在密室中，用漏壺中流出的水作為動力推動它運轉，以之模擬天體運動。
張衡的水運渾象主要是一種演示儀器，目的在於形象地說明其宇宙結構理論，宣傳渾天學說。但因為渾象上標有二十四節氣，並能反映太陽在天球上的位置，這樣，人們通過觀察太陽在渾象上的方位，不但能夠知道當日的節氣，還能知道當時的大致時刻。太陽隨著渾象的轉動，可以提供類似於真太陽時的時刻。因此，這台渾象本身可以視為一台原始的機械鍾。而且，它用於表現時間，還有一定的精度，因為它與天體真實運動情況，吻合得相當好。
張衡製成水運渾象後，曆代都有人模仿試製，例如三國時東吳的王蕃、葛衡，南北朝時期劉宋的錢樂之，梁代的陶弘景，隋代的耿詢等。其中在水運渾象的製作方麵做出顯著進步的是唐代著名天文學家一行和梁令瓚。唐開元十一年（723年），一行和梁令瓚合作設計製造了一台“渾天銅儀”，這是中國曆史上又一台具有重要地位的水運渾象。它在模擬天體運動方麵與張衡水運渾象類似，可以形象地演示日月星辰在天空中的相對位置及其和掌握運動規律。因此，可以知道當時具體時刻，觀察渾象上太陽與恒星之間相對位置的變化，可以知道當時所處的節氣。由此，該渾象具有計時功能，這是可以肯定的。
到了宋代，水運渾象的製造出現了新的高峰，北宋太平興國四年（979年），民間天文學家張思訓設計製作了一台渾象。在報時係統上，張思訓又向前發展了一步。他用了7個木偶神像來搖鈴、敲鍾、擊鼓，以一音響信號報刻；同時又設計了12個木偶神像，讓它們分別抱著寫有12個時辰之一的時辰牌，用時辰牌報時。每到一個時辰，抱有相應時辰牌的木偶神像就自動出現，直到下一時辰才消失，而抱有下一時辰牌的木偶神像則隨之露麵。這樣周而複始，循環反複，隻要看時辰牌，就可以知道當時的時辰。用這種方法，既形象又直觀。將音響報時與時辰牌顯示相結合，這是張思訓的一個創造。
1092年，宋朝的蘇頌製造出了中世紀我國最大的一台鍾——“水運儀象台”。它高12米，分為三層，上層放渾儀，中層放渾象，下層設有木閣。木閣又分為五層，每層都裝有門，每到一定時刻門中便有木人出來報時。木閣後麵放有漏壺和機械係統，漏壺引水升降，轉動機輪，使整個儀器按部就班地運作起來。這台大鍾當時設在北宋京都開封，從1092年一直使用到112年，此後，它被拆運到北京重新組裝，繼續使用。
中國製造機械鍾的原理傳入歐洲以後，機械鍾便在歐洲得到了發展。
趣聞逸事
利用渾儀計測時間
除了渾象以外，渾儀也可用於計時。古人利用渾儀計測時間，有一個演變過程。在唐代，渾儀上的時刻標誌是分布在地平環上的，這並不科學。這種情況一直持續到北宋皇祐三年（1051年），舒簡、於淵、周瓊等人主持製造了一台儀，在這台渾儀上，時間標誌均勻分布在天常環上。
利用渾儀測時可以獲得較高的計時精度。因為渾儀尺寸較大，其天常環上的時刻分劃可以做得相當精細，這就有利於計時精度的提高。例如現存於南京紫金山天文台的明代渾儀，其天常環上的時刻標誌最小單位為一刻的1/3，相當於現代的24秒，如果估讀，還可以再精確些。對於古代其他計時儀器而言，要達到這樣的精度，有相當難度，這充分表現了渾儀計時的優越性。