Det tidligste kendte eksempel på en urværksmekanisme er Antikythera-mekanismen, en analog computer med gear fra det første århundrede f.Kr. til beregning af astronomiske positioner og formørkelser, som blev fundet i et græsk skibsvrag og lignede en astrolabe. Der er mange andre beretninger om urværksanordninger i det antikke Grækenland, selv i dets mytologi, og selve mekanismen er sofistikeret nok til at indikere en betydelig historie med mindre avancerede anordninger, der førte til dens skabelse.
På et tidspunkt blev dette niveau af raffinement i urværksteknologi tabt eller glemt i Europa og vendte først tilbage, da den blev bragt fra den islamiske verden efter korstogene, sammen med anden viden, der førte til renæssancen. Urværk genvandt endelig det tilsvarende førromerske teknologiske niveau i det 14. århundrede.
Som i den græske mytologi er der ambitiøse påstande om automatisering i andre kulturers legender. I den jødiske legende brugte Salomon f.eks. sin visdom til at designe en trone med mekaniske dyr, der hyldede ham som konge, når han besteg den; når han satte sig ned, ville en ørn placere en krone på hans hoved, og en due ville bringe ham en Torah-rulle. Det siges også, at når kong Salomon trådte op på tronen, blev en mekanisme sat i gang. Så snart han trådte op på det første trin, strakte en guldokse og en guldløve hver en fod ud for at støtte ham og hjælpe ham med at stige op til det næste trin. På hver side hjalp dyrene kongen op, indtil han sad behageligt på sin trone.
I det gamle Kina findes der en mærkelig beretning om automatisering i Lie Zi-teksten, skrevet i det 3. århundrede f.Kr. I den er der en beskrivelse af et meget tidligere møde mellem kong Mu af Zhou (1023-957 f.Kr.) og en maskiningeniør kendt som Yan Shi, en “kunsthåndværker”. Sidstnævnte præsenterede stolt kongen for en menneskeformet figur i naturlig størrelse af hans mekaniske håndværk (Wade-Giles stavemåde):
Kongen stirrede forbløffet på figuren. Den gik med hurtige skridt og bevægede hovedet op og ned, så at enhver ville have taget den for et levende menneske. Kunstneren rørte ved dens hage, og den begyndte at synge, perfekt i melodi. Han rørte ved dens hånd, og den begyndte at tage stilling i perfekt takt … Da forestillingen nærmede sig sin afslutning, blinkede robotten med øjnene og gjorde tilnærmelser til de tilstedeværende damer, hvorefter kongen blev rasende og ville have fået Yen Shih henrettet på stedet, hvis ikke denne i dødsangst straks havde taget robotten i stykker for at lade ham se, hvad den virkelig var. Og det viste sig faktisk, at den kun var en konstruktion af læder, træ, lim og lak, der havde forskellige farver, hvid, sort, rød og blå. Da kongen undersøgte den nøje, fandt han alle de indre organer komplette – lever, galde, hjerte, lunger, milt, nyrer, mave og tarme; og over disse igen muskler, knogler og lemmer med deres led, hud, tænder og hår, alt sammen kunstigt … Kongen prøvede virkningen af at fjerne hjertet og fandt ud af, at munden ikke længere kunne tale; han fjernede leveren og øjnene kunne ikke længere se; han fjernede nyrerne og benene mistede deres bevægelseskraft. Kongen var begejstret.
Andre bemærkelsesværdige eksempler omfatter Archytas’ due, som nævnes af Aulus Gellius. Lignende kinesiske beretninger om flyvende automater er skrevet om den mohistiske filosof Mozi fra det 5. århundrede f.Kr. og hans samtidige Lu Ban, som ifølge Han Fei Zi og andre tekster fremstillede kunstige træfugle (ma yuan), der med succes kunne flyve.
I det 11. århundrede blev urværk brugt til både ure og til at spore astronomiske begivenheder i Europa. Urene holdt ikke tiden særlig nøjagtigt efter moderne standarder, men de astronomiske apparater blev omhyggeligt brugt til at forudsige planeternes positioner og andre bevægelser. Den samme tidslinje synes at gælde i Europa, hvor mekaniske undslipninger blev brugt i ure på det tidspunkt.
Op til det 15. århundrede blev urværker drevet af vand, vægte eller andre kringlede, relativt primitive midler, men i 1430 blev der præsenteret et ur til Filip den Gode, hertug af Bourgogne, som blev drevet af en fjeder. Dette blev en standardteknologi sammen med vægtdrevne værker. I midten af det 16. århundrede tog Christiaan Huygens en idé fra Galileo Galilei til sig og udviklede den til den første moderne pendulmekanisme. Men mens fjederen eller vægten leverede drivkraften, kontrollerede pendulet blot den hastighed, hvormed denne kraft blev frigivet via en flugtmekanisme (en undvigelsesmekanisme) med en reguleret hastighed.
Smithsonian Institution har i sin samling en urværksmunk, der er ca. 380 mm høj, og som muligvis kan dateres så tidligt som 1560. Munken er drevet af en nøgleoptrækkende fjeder og går på en firkantet bane, idet han slår sig på brystet med højre arm, mens han løfter og sænker et lille trækors og en rosenkrans i venstre hånd, vender og nikker med hovedet, ruller med øjnene og siger tavse ligsynder i munden. Fra tid til anden fører han korset til sine læber og kysser det. Det menes, at munken er fremstillet af Juanelo Turriano, mekaniker for den hellige romerske kejser Karl V.