О времени появления первых песочных часов в истории нет ничего определённого. Всё же, отрывочные данные позволяют предположить, что принцип подобных часов был открыт в Азии, а произошло это задолго до начала новой эры.
Некоторые упоминания об устройствах для исчисления времени бутылочного типа (надо полагать, песочных часов) датируются ещё со времён Архимеда. Древний Рим не мог похвастать подобным упоминанием, хотя производство стекла в те времена уже было известно.
В западной части Европы песочные часы появились, по некоторым данным, лишь в позднем периоде средневековья. Первое упоминание о таких механизмах датировано 1339 годом и было обнаружено в Париже. В нём содержалось указание о приготовлении мелкой песочной массы из просеянной мелкой крошки чёрного мрамора, который, согласно указанию, надо было прокипятить в вине, а после высушить.
Несмотря на своё позднее появление в этой части света, песочные часы распространились довольно быстро. Этому в немалой степени способствовала их надёжность и простота, плюс к этому возможность измерения времени в любой отрезок суток и сравнительно малая цена. Основным недостатком являлся небольшой временной промежуток, который, без переворачивания, можно было измерить. Выпускаемые в те времена устройства были рассчитаны на получасовой или часовой интервал времени. Были и исключения, правда, редко: когда прибор был рассчитан на 3 часа, а ещё реже, по особому заказу изготовлялись часы, способные функционировать непрерывно 12-часовой период. Попытки соединить несколько часов вместе тоже не дало решающего улучшения.
Возможность производства стеклянных корпусов для песочных часов обусловлена уже открытой к тому времени технологии создания прозрачного стекла. Был известен и способ формования по заранее изготовленным шаблонам полых сосудов сферического образца. В местах соединения колб, где образовывалось самое узкое место, вставлялась имеющая отверстие металлическая диафрагма, которая регулировала скорость и толщину струи пересыпаемого материала.
Место стыка было перевязано крепкой ниткой и закреплено смолой. Технология изготовления песочной массы играла немалую роль в определении точности часов. Мелкозернистый песок должны были отжечь, просеять многократно через сита с мелкими ячейками и высушить. Прошедший термообработку песок имел, как правило, рыжеватый оттенок. Для более светлых тонов использовалась жареная яичная скорлупа, а серый цвет достигался путём использования свинцовой или цинковой пыли.
Точность определялась, в основном, однородностью и сыпучестью песка. Естественно, качество стекла и форма колб тоже оказывали влияние на фактор точности. Больше всего ценились часы, заполненные свинцовым песком, ибо при хорошей сыпучести, он не нарушал гладкость стенок стеклянной колбы.
Для конкуренции с механическими часами в конце 17-го и 18-го столетия в Германии создавались песочные аналоги, имеющие до четырёх систем в одном футляре, а в некоторых экземплярах были предусмотрены устройства, переворачивающие часы. Учёным Де ля Хире были изготовлены секундомеры на базе песочных часов, а астроном Браге сделал попытку замены песка ртутью.