Güneş saati
Güneş saati, Yerkürenin saydam olduğu ve merkezinde bir gözlemci bulunduğu varsayılırsa, bu gözlemci için, zamanın ölçülmesi bir sorun yaratmaz. Dünya'nın, Güneş'e göre kendi ekseni çevresinde dönmesi sonucu Güneş, 24 saatte ancak bir kez aynı boylam çizgisini keser. Yalnız, 24 saatte bir yinelenen bu kesim noktası, mevsim değişikliklerinden ötürü, biraz daha kuzeyde ya da güneyde yer alabilir. Güneş'in hareketini izlemek için, 24 eşit saat aralığına bölünmüş dairesel bir kadran, ekvator düzlemine oturtulur ve merkezine düşey bir çubuk (dünyanın dönme eksenine paralel) yerleştirilir. Artık mevsim ne olursa olsun, çubuk gölgesinin ucu, her gün aynı saatte aynı doğrultuyu gösterecektir.
Ne var ki, Güneş hareketinin yıl boyunca değiştiği, bu yüzden de güneş saatinin, duyarlı bir mekanik saatle karşılaştırıldığında on beş dakika kadar ileri ya da geri olduğu görülür. Bunun nedeni, Yer'in Güneş çevresindeki yörüngesinin tam bir daire değil, bir elips biçiminde olmasıdır. Güneş, elipsin merkezlerinden biri üstünde bulunmaktadır. XVII. yy'da Kepler'in ortaya koyduğu gibi, Yer, Güneş'e yakınken daha hızlı hareket eder. Dolayısıyla Güneş, bazen ortalama yerinin ilerisinde, bazen de gerisinde kalır. Normal saat zamanı ile güneş saati zamanı arasında ortaya çıkan bu farka, "zaman dengelemesi" denir. Zaman dengelemesindeki değişiklikler her yıl aynıdır ve hesaplanabilir.
İlk bakışta karmaşık görünmesine karşın, en yalın güneş saati düzenlerinden biri, halkalı güneş saatidir. Bir küre iskeleti biçimindeki halkalı güneş saatinin, merkezden geçen ekseni eğiktir. Eğimli eksen, saat milidir. Zaman aralıkları eşit bölmeler halinde bir halkaya işaretlenmiş ve saat miline dik bir düzlem içine yerleştirilmiştir. Mil, o yerdeki enlem açısına eşit bir eğimle, kuzey-güney doğrultusunda yerleştirilir. Bu durumda mil, Yer'in dönme eksenine paraleldir. Bu tür güneş saatinin bir olumsuz yanı vardır: Halka dikkatli yapılmamışsa, Güneş'in tam ekvator üstünde bulunduğu, mart ve eylül aylarında (gece ile gündüzün eşit olduğu zamanlar), saat birkaç gün çalışmaz. Ekvatorla çakıştırılmış olan halka, gece ile gündüzün eşit olduğu günlerde (ılım) kendi ışığının önünü keser. Dolayısıyla halkalar ya tam olarak kapatılmazlar ya da deliklerden bir miktar ışık geçebilecek biçimde düzenlenirler.
İstenilen bir yüzey üstüne, mil ile birlikte zaman işaretlerinin de izdüşümü aktarılarak, düzlemsel güneş saatleri yapılabilir. Batı ülkelerinde birçok eski kilisenin duvarında, doğrudan doğruya Güneş'e bakmayan güneş saatleri bulunur. Bunlarda da saat mili, Yer'in dönme eksenine paralel kalacak bir açıyla duvara yerleştirilmiştir. Mil gölgesinin yalnız uç noktasının okunduğu yerlerde, mil, duvara dik açılı olarak da yerleştirilebilir.
Güneş saatleri, çok eski dönemlerden başlanarak kullanılmıştır. İlk örneklerine eski Mısır'da rastlanır. Romalıların da yarıküre biçiminde güneş saatleri yaptıkları, ayrıca, taşınabilir güneş saatleri de kullandıkları bilinmektedir: Daha sonraları yapılan taşınabilir güneş saatleri, enleme göre ayarlanabiliyor ve meridyeni bulmak için pusulayla birlikte kullanılıyordu Ama Romalılar, kuzeyin nasıl bulunduğunu bilmediklerinden, zamanı, düşey gölge çubuğunun gölgesinin uzunluğuyla ölçmüşlerdir. Verilen bir enlemde Güneş, yılda ancak iki kez gökyüzünde aynı noktada bulunduğundan, yılın farklı zamanları için farklı ölçekler kullanılmıştır.