無論是十六時制或十二時制，都是依據太陽的方位或出沒狀況來判斷的，但這對平民百姓來說，不容易判斷得準確，使用起來也太粗疏，故人們又發明了漏刻，用來記載時間。《周禮》載有契壺氏，《漢書》載有率更令，均是執掌漏刻的官員，可見遲至周代，官方就用漏刻來紀時了。
據記載，先秦漏刻主要是用于軍事目的的。至漢太初改歷以後，才開始應用在天文學上。在天文學上應用之後，它的精密程度和使用的方法，都有了重要改進。先秦時，是否已開始用漏刻連續不斷地測時、報時，還值得進一步研究。作為一個連續的測時、報時系統，並投入正常使用，大約始於西漢太初以後。
開始時的使用方法大致是這樣的：將一晝夜分為100刻，夏至白天60刻，夜晚40刻；冬至白天40刻，夜晚60刻；春分、秋分晝夜平分。但天文學家把太陽出入前後二刻半的晨昏朦影時間也算在白天，這樣，夏至白天65刻，夜間35刻；冬至白天45刻，夜晚55刻；春秋分白天55刻，夜晚45刻。將白天和黑夜分開使用，當白天開始時，將漏壺裝滿了水，在水面上漂浮著一根帶有刻度的箭。隨著壺水的下漏，浮箭便逐漸下沉，從壺口讀出各個時刻箭上的刻數以報時。通常將一根箭的刻數，在中間作出標記，將上下一分為二，故報時時，稱晝漏上水×刻，或晝漏下水×刻；夜漏上水×刻，夜漏未盡×刻。當晝夜交替時，不管壺水是否漏盡，就該重新加滿水，重新起漏。
由於不同季節白晝或黑夜的刻數不等，使用同一個刻度的箭就會不方便，也不準確。所以古人發明了在不同的季節使用不同箭的方法。西漢時一年使用40根箭，每九天換一根箭。在使用的過程中，發現按天數換箭的方法並不科學，因為冬至、夏至附近晝夜的變化不顯著，而春分、秋分附近變化很顯著，所以在東漢初年時，就改用太陽南北方向每移動二度四分更換一箭，仍使用40根箭。東漢和帝時又作出小的改進，規定太陽每南北移動二度更換一箭，全年使用48箭。