Долгие наблюдения за положением Солнца и длиной солнечной тени привели к появлению первых солнечных часов - гномонов, представляющие собой вертикальные каменные обелиски. По длине их тени, отбрасываемой на шкалу, начерченную на земле, и определяли время. Гномоны строили древние египтяне, перуанские инки, боготворившие Солнце, индийцы, приравнивавшие знание солнечных часов к заннию учения Будды.
Ещё с незапамятных времён измерителем времени служила тень от шеста или фигура человека. Утром она была длинее, в полдень короче, к вечеру опять удлинялась. Эту особенность учли древнегреческие учёные при построении солнечных часов полусферической формы с часовыми линиями разной длины (соответствующей разной протяжённости часа) - гелиотропионов, которые выдалбливали в каменном блоке. Только в конце XVI в. с переходом на новый счёт времени, основанный на равных ночных и дневных часах, переустроили и солнечные часы.
В России уличные солнечные часы, известные с XVI в., из-за небольшого числа солнечных дней в году не получили широкого распространения. Редкие образцы можно увидеть в Москве на здании Синодальной типографии на Никольской улице (ныне там размещается Историко-архивный институт Российского государственного гуманитарного университета), в Новодевичьем монастыре и Коломенском.
Первые сведения о переносных солнечных часах в виде бронзовой пластинки с двумя отверстиями - одно для подвеса, другое для прохождения солнечного луча - относятся к 24 г. до н. э.
Такими простейшими солнечными часами пользовались вплоть до XV в. н. э., пока не присоединили к ним компас, нужный для установки часов в плоскости меридиана, что повышало точность измерений. Есть предположение, что это произошло в Англии в конце XII в., однако более вероятно, что первыми соединили солнечные часы с компасом немецкие учёные-гномоники не ранее середины XV в. У мореплавателей экспедиций Христофора Колумба (1451-1506) не было солнечных часов с компасом, они пользовались компасом и песочными часами. Хотя самые ранние известные солнечные часы с компасом, хранящиеся в музее Фердинанда в Инсбруке, датируются 1451 г.
В то время Германия первенствовала в изготовлении солнечных часов и в науках, на которых оно основано, - гномонике и астрономии. Выпуск часов был сосредоточен в городах Нюрнберг, Аугсбург, Тюбинген. Например, в Нюрнберге благодаря деятельности Региомонтана (Иоганн Мюллер; 1436-1476), известного учёного, написавшего первый научный труд о солнечных часах, производство солнечных часов стало отраслью, приносившей доход городу. Но самые известные мастера работали в Аугсбурге. Более того, самые распространённые переносные солнечные часы так и назывались - "аугсбургские".
Первым изготовителем очень популярных дорожных пластинчатых солнечных часов, появившихся в конце XVI в., считается выдающийся немецкий астроном и часовщик Г. Пейербах. Они делались в виде двух прямоугольных пластинок из бронзы, слоновой кости или дерева. В нижней располагался компас, на верхнюю пластинку наклеивали бумажные, раскрашенные вручную шкалы, гномоном служила натянутая нить.
У походных кольцевых солнечных часов, сконструированных В. Одером в 1620 г., вообще не было ни компаса, ни гномона, последний заменяло отверстие в скользящей бронзовой пластине, предвигаемой в соответствии со временем года.
Если ранние переносные солнечные часы украшались изысканными художественными гравировками, золочением, то у часов конца XVIII в. практически нет гравировок, а золочение заменяют специальные лаковые покрытия. На смену фигурному отвесу, необходимому для установки часов в строго горизонтальной плоскости, приходит уровень в виде стеклянной трубочки, наполненной спиртом или ртутью. Солнечными часами пользовались и после появления переносных механических часов. Их брали в путешествия, по ним сверяли ход неточных ещё механических часов.
В конце XVIII в. лидерство в изготовлении солнечных часов переходит к мастерам Англии и Франции. Английская школа научного приборостроения в это время считалась образцовой. Зрительные трубы, секстаны и солнечные часы прославленных лондонских мастеров Дж. Рамсдена, Дж. и П. Доллондов использовались в армиях разных государств Европы. Разнообразные солнечные часы делались во Франции. Парижский мастер начала XVIII в. Н. Бион произвёл много солнечных часов, среди них наиболее популярные - часы "Баттерфилд" c гномоном в виде птички, стоящим на восьмиугольном основании с магнитной стрелкой. Часы, отличающиеся утончённой декоративностью, на французский манер названы по фамилии их создателя английского механика Мишеля Баттерфилда, работавшего в Париже.
В России изготовление научных приборов, называвшееся "инструментальным художеством" , было налажено во время правления Петра I. До этого русские навигаторы, геодезисты и учёные пользовались привозными солнечными часами. Основные российские центы производства научных приборов, солнечных часов в том числе, находились в Санкт-Петербурге. Это Инструментальная палата Академии наук, организованная в 1726 г., и Инструментальный класс Академии художеств, созданный в 1762 г. Здесь работали такие известные русские мастера-инструментальщики, как П. Голынин, Н. Чижов, О. Шишорин, делавшие солнечные часы разных модификаций не хуже своих учителей - немцев и англичан.
Производство солнечных часов и в России, и в других странах продолжалось до второй четверти XIX в. В это время они теряют своё назначение, больше демонстрируя умения механиков или становясь украшениями кабинетов учёных людей и садово-парковых комплексов. Ещё в XVIII в. стало можным размещать горизонтальные солнечные часы на подставках-колоннах в усадебных ландшафтных композициях. К середине XIX в. солнечные часы уже пратически не производились.
