对改进早期机械钟作出重大贡献的，是伟大的意大利科学家伽利略。他发现了摆的等时性原理。关于等时性原理，我们可以简单地作这样解释：
当摆(单摆)获得一定动能时，它便从静止位置“0”向位置“1”运动，摆不断升高，到达最高点“1”以后，速度为零；随后又在重力作用下向下运动。经过“0”时，它的速度最大，然后摆向位置“2”，达到最高点位置“2”时速度为零，以后又在重力作用下往回摆动。实验证明，它每摆动一周，所经历的时间都是相等的，这就叫摆的等时性原理。
摆的均匀摆动是人们继滴漏之后发现的一种真正的人造周期运动。从17世纪早期起，西方的工艺家们便把它运用到时钟上，作为稳定的“定时器”，使机械钟能够指示出“秒”，从而把计时精度提高了近100倍。
随着社会生产力的发展，世界上使用齿轮机械的计时器诞生了。最早的要算是我国宋朝苏颂等人发明的“水运仪象台”，国际上称之为“苏颂钟”，计时甚为精巧。1955年英国剑桥大学教授德里克·丁·德索拉·普顿斯与李约瑟在追溯钟的家世时，认为苏颂钟是现代天文钟的鼻祖。
摆钟是17世纪时才发明的。相传意大利天文学家伽利略在年轻的时候，有一次到教堂中去念圣经时，看见主教台上的吊灯在摆动。他就数自己脉博跳动的次数，来计量吊灯来回摆动的时间，发现了吊灯来回摆动一周的时间是一样的，也就是摆动周期不变，这个规律叫做摆的等时性。后来伽利略根据摆的等时性原理，在1640年设计了摆钟。它的结构虽然简单，但是现在的摆钟就是从它发展起来的。
历史上头一个制作出实用的摆钟的人是荷兰的惠更斯。他在1656年做的一个摆钟，比当时的任何钟都准确。两年之后，1658年，英国科学家虎克制造了有摆轮的怀表。167年英人丹尼索·勒康制成的怀表有两根针(时针与分针)，表面直径约6厘米，便于携带。
