Первые переносные механические часы с пружинным механизмом изготавливали из латуни в форме круглой или квадратной коробки с горизонтальным циферблатом. Часы обозначали гравированными римскими цифрами с выпуклыми латунными «зернами» (шариками) по кругу, по которым можно было определить время в темноте, на ощупь. Стрелка была одна, часто ее делали в виде фантастического существа, например дракона или русалки.

 
Ближе к концу XVI века появились настольные часы с корпусами, напоминающими средневековые башни. Они также были однострелочными, но имели по два циферблата: один — для указания времени, другой — для установки будильника.

 
До появления винтов железные детали механизмов соединяли при помощи штифтов и клиньев. Заводная пружина представляла собой длинную и широкую стальную ленту. Она не могла работать без вспомогательного механизма, который выравнивал ее приводную силу. Для этого использовали фузею — латунный усеченный конус, на который наматывали струну из кетгута (овечьих кишок) или плоскую металлическую цепочку из 500 и более звеньев.

 
У механизмов ранних пружинных часов был шпиндельный ход. Такие часы не имели маятника, а в качестве регулятора хода использовали фолиот — горизонтальную планку с грузом на каждом конце, которая, однако, не обеспечивала точности хода. Часовая стрелка могла давать суточную погрешность в 30 минут и даже больше.

 
Эту проблему смог решить голландский механик Христиан Гюйгенс. В 1657 году он получил патент на конструкцию маятниковых часов. Центральной деталью был якорь, который периодически подталкивал маятник и поддерживал его равномерные незатухающие колебания.

 
Гюйгенс около 40 лет изучал свойства маятника и пытался его усовершенствовать. Его целью было приспособить маятниковые часы для определения долготы на море, однако успеха он не достиг. Надежный и точный морской хронометр изобрел английский часовщик Джон Гаррисон только в 1735 году.