שעוני מים היו ידועים כבר במצרים ובבבל העתיקות. ביוון השתמשו בכלי כזה, ״קלפסידרה״ — ״גונב המים״ — כדי להגביל את זמן הנאומים בבית המשפט: כשהמים נגמרו, הנואם סיים. גם בסין, בהודו ובעולם המוסלמי בנו שעוני מים, וחלקם היו מכונות ענקיות עם בובות שזזות ופעמונים.
הבעיה היא שהמים זורמים מהר יותר כשהכלי מלא ולאט יותר כשהוא מתרוקן, ובחורף הם יכולים לקפוא. ממציאים מצאו פתרונות חכמים, כמו לשמור על גובה מים קבוע בכלי העליון — אבל השעון המכני והמטוטלת עקפו בסוף את כולם.