Der Mensch versuchte schon in der vorhistorischen Zeit durch die Beobachtung der Himmelsgestirne, Sonne, Mond und die Jahreszeiten den Wetterverlauf vorherzusehen. Ein Kalender wurde schon 5000 Jahre vor Christus im Altägyptischen Reich entwickelt.

Die Aufteilung der Zeit in Einheiten wurde vermutlich 3000 Jahre vor Christus mit Hilfe der Sonnenuhr ermöglicht. So konnten erstmals Verabredungen zu einem vorbestimmten Zeitpunkt getroffen werden.

Seit dem 14 Jahrhundert vor Christus wurden in Ägypten außer den Sonnenuhren schon die ungenaueren Wasseruhren verwendet. Im 2. Jahrhundert vor Christus gelang es, eine relativ genaue Wasseruhr mit Zifferblatt und Zeiger herzustellen. Diese Uhren wurden in der Antike in Griechenland zur Begrenzung der Redezeit vor Gericht verwendet. Die im Volksmund bekannte Redewendung "Die Zeit ist abgelaufen" läßt sich darauf zurückführen. Auch der für die Aneinanderreihung gleich langer Perioden verwendete Begriff Chronos stammt aus dem antiken Griechenland.

Ungefähr 900 Jahre nach Christus erfand man in Europa die Kerzenuhr. Kerzen mit vordefinierten Formen und Größen brannten in einer bestimmten und bekannten Zeit ab. Diese Uhren konnten nicht völlig unabhängig vom Tageslicht benutzt werden. Sie waren auch einfach im Umgang und leicht verfügbar. Klostermönche verwendeten teilweise auch Kerzen mit eingegossenen Metallkugeln. Die Kugeln  lösten sich beim Abbrennen der Kerze und fielen in einen Behälter aus Metall. Dadurch entstand ein akustisches Signal beim Erreichen einer vollen Stunde. Dies war, wenn man so will, der Vorläufer des heutigen Uhrenschlages. Der Mensch war erfinderisch; außer den Kerzen wurden Öllampen, langsam abbrennende Zündschnüre oder gar Räucherstäbchen benutzt.

Es ist nicht genau bekannt, seit wann genau die mechanische Uhr verwendet wird. Der Begriff Uhrmacher jedoch wurde erstmals 1269 auf einer Bierrechnung für das Kloster Beaulieu erwähnt. Es wird vermutet, dass die erste Räderuhr schon im frühen Hochmittelalter konstruiert wurde. Heinrich Arnold erfand 1427 die Uhrfeder.

Die ersten mechanischen Uhren waren große Instrumente, die zunächst in einigen Klöstern und großen Kirchen angebracht wurden. Sie sollten vor allem dem Klerus die Zeit für die sieben Tagesgebete (Horen) läuten. Gegen Ende des 14. Jahrhunderts gab es schon in vielen großen europäischen Städten Räderuhren. Eine solche Uhr war das Symbol für den Reichtum der jeweiligen Stadt.

Eine ernstzunehmende Konkurrenz blieb die zuverlässige und billigere Sanduhr aber auch noch im 14. Jahrhundert. Mit dem vielfältigen Einsatzbereich von Sanduhren hing ihre weite Verbreitung zusammen. Sie wurden nicht nur in Kirchen und Bürgerhäusern genutzt, sondern auch auf hoher See.

Peter Henlein, ein Schlosser, konnte mit Hilfe der Zugfeder die Uhr so verkleinern, dass man sie mitnehmen konnte. Er war der "Erfinder" der ersten tragbaren Uhr. Diese Uhr und auch ihre Nachfolger hatten die Form einer kleinen Trommel. Im Volksmund wurden sie "Nürnberger Ei" genannt. Mit der so verringerten Größe fanden Uhren jetzt auch in einer Tasche eines Kleidungsstückes Platz. So wurde die Taschenuhr nun zum Schmuckstück und Teil der damaligen Mode.

Etwa um 1657 fertigte Christian Huygens die erste Pendeluhr. Huygens bediente sich der Aufzeichnungen von Galilei, der schon 1585 erkannt hatte, dass eine gleichmäßige Schwingung der  Ganggenauigkeit der Uhren zuträglich sein müßte. Er erkannte auch, dass diese Schwingung durch ein Räderwerk in Gang gehalten werden müßte. Huygens bekam 1641, ein Jahr vor Galileis Tod diese Aufzeichnungen in die Finger und entwickelte die Gedanken von Galilei weiter. Unter anderem beschäftigte er sich damit, den Isochronismus zu erreichen, d.h. also eine gleichbleibende Schwingungsdauer des Pendels.

Es haben sich noch viele Herren den Kopf zerbrochen, wie der Isochronismus zu erreichen wäre. In heutigen Uhren erreicht man das dadurch, dass man das Pendel innerhalb des kleinen Bogens von vier Grad schwingen läßt.

In tragbaren Uhren wurde ein Genauigkeit erst durch die Erfindung von A. Breguet erreicht, der eine aufgebogene Spirale - die "Breguet-Spirale" mit der Unruh verband und dadurch ein gleichmäßige Schwingung bewirkte. In allen federgetriebenen Kleinuhren, ob Armband- oder Taschenuhr wird dieses Prinzip auch heute noch verwandt.

Die Entwicklung genauer Uhren (Chronometer) wurde lange Zeit durch die Seefahrt vorangetrieben, weil nur mit Hilfe von Schiffsuhren die Bestimmung der geografischen Länge unabhängig von bekannten Landmarken möglich war. Die Geschichte der Schiffs- oder Borduhren ist mit dem Uhrmacher John Harrison verbunden, der zur Lösung des Längengradproblems Uhren mit höchster Genauigkeit (Längenuhr) herstellte.

Die wichtigsten Zentren des Uhrmacherhandwerks waren in Frankreich (Blois und Paris), Deutschland (Augsburg und Nürnberg), Schweiz (Genf) und in England (London) zu finden.

Mit der Industrialisierung ab Mitte des 19. Jahrhunderts wurde auch die Massenproduktion von Uhren, insbesondere des Regulators, der Wand- und der Tischuhr möglich. Die Fortschritte in der Feinmechanik und später der Elektronik ermöglichten auch die sehr anspruchsvolle Fertigung von Taschenuhren mit einer “Grande Complication”. Eine weitere Miniaturisierung des Uhrwerkes ließ zur Wende des 20. Jahrhunderts die Uhr auf die Größe eines Armbandes schrumpfen. 1923 entwickelte John Harwood die Automatikuhr.

Bereits wenige Jahre nach der Einführung der Automatikuhr entdeckte Warren Alwin Marrison die Eigenschwingung des Quarzkristalls und damit wurde die Entwicklung der Quarzuhr ermöglicht.

Eine sehr kurzes aber wichtiges Intermezzo waren die elektrischen Uhren, deren Zeitgeber die Frequenz des Wechselstromnetzes nutzte. Sie führten zur Elektrifizierung der Uhrwerke. Trotz ihrer systembedingten begrenzten Genauigkeit waren elektrische Großuhren in Industrie und öffentlichen Einrichtungen beliebt.

Der nächste große Entwicklungsschritt war die Atomuhr, welche 1949 zum ersten Mal eingesetzt wurde. Bis heute sendet eine Atomuhr in Braunschweig von Mainflingen aus in regelmäßigen Abständen Funksignale (DCF77), nach denen sich alle erreichbaren Funkuhren richten .