中国已知的最早的关于地平日晷的确切文字出处为《隋书-天文志》

世界上最早的日晷诞生于六千年前的巴比伦王国。

日晷可分为地平日晷、赤道日晷、立晷、斜晷。日晷的早期历史尚不清楚。中国最早文献记载是《隋书-天文志》中提到的袁充于隋开皇十四年（公元574年）发明的短影平仪，即地平日晷。所谓的地平式日晷，就是晷盘是与地面平行的。

赤道日晷的明确记载初见于南宋曾敏行的《独醒杂志》卷二中提到的晷影图。但晷盘是木制的。后世改用石质晷盘，金属晷针。北京故宫等处保存的都是清代制造的石质赤道日晷。

赤道日晷的晷面平行于赤道面，晷针指向南北极。相持既久,日晷渐移。

（图：中国古代的两种日晷样式， 左边的为赤道日晷，右边的为地平日晷）

赤道日晷通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做“晷针”，垂直地穿过圆盘中心，晷针又叫“表”，石制的圆盘叫做“晷面”，安放在石台上，呈南高北低，使晷面平行于天赤道面，这样，晷针的上端正好指向北天极，下端正好指向南天极。在晷面的正反两面刻划出12个大格，每个大格代表两个小时。当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投向晷面，太阳由东向西移动，投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动。于是，移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针，晷面则是钟表的表面，以此来显示时刻。

这种利用太阳光的投影来计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明，这项发明被人类所用达几千年之久，然日晷有一个致命弱点是阴雨天和夜里是没法使用的，直至1270年在意大利和德国才出现早期的机械钟，而中国则在1601年明代万历皇帝才得到二架外国的自鸣钟，清代时虽有很多进口和自制的钟表，但都为王宫贵府所用，一般平民百姓还是看天晓时。所以彻底抛却日晷，看钟表知辰光还是近现代的事。

太阳光可近似看作平行光,所以太阳光造成的日晷的投影是平行投影，这个平行投影是因时间的变化而变化的，时间不同，太阳光与地面的角度就不同，而地球绕太阳自西向东运转，所造成的平行投影也就有一定的规律，所以人们可以通过影子的变化程度判断白天的时间。