El ejemplo más antiguo que se conoce de un mecanismo de relojería es el mecanismo de Anticitera, un ordenador analógico de engranajes del siglo I a.C., parecido a un astrolabio, para calcular posiciones astronómicas y eclipses, recuperado de un naufragio griego. Hay muchos otros relatos de dispositivos de relojería en la antigua Grecia, incluso en su mitología, y el propio mecanismo es lo suficientemente sofisticado como para indicar una historia significativa de dispositivos menores que condujeron a su creación.
En algún momento, este nivel de sofisticación en la tecnología de la relojería se perdió u olvidó en Europa, y sólo regresó cuando se trajo del mundo islámico después de las Cruzadas, junto con otros conocimientos que condujeron al Renacimiento. La relojería recuperó finalmente el equivalente a los niveles tecnológicos prerromanos en el siglo XIV.
Al igual que en la mitología griega, existen ambiciosas afirmaciones de automatización en las leyendas de otras culturas. Por ejemplo, en la leyenda judía, Salomón utilizó su sabiduría para diseñar un trono con animales mecánicos que le aclamaban como rey cuando subía a él; al sentarse, un águila le colocaba una corona en la cabeza y una paloma le traía un rollo de la Torá. También se dice que cuando el rey Salomón subió al trono, se puso en marcha un mecanismo. En cuanto subió el primer escalón, un buey y un león de oro extendieron cada uno un pie para sostenerlo y ayudarlo a subir al siguiente escalón. A cada lado, los animales ayudaron al rey a subir hasta que estuvo cómodamente sentado en su trono.
En la antigua China, se encuentra un curioso relato sobre la automatización en el texto Lie Zi, escrito en el siglo III antes de Cristo. En él se describe un encuentro muy anterior entre el rey Mu de Zhou (1023-957 a.C.) y un ingeniero mecánico conocido como Yan Shi, un «artífice». Este último presentó con orgullo al rey una figura de tamaño natural con forma humana de su obra mecánica (ortografía Wade-Giles):
El rey contempló la figura con asombro. Caminaba con pasos rápidos, moviendo la cabeza hacia arriba y hacia abajo, de modo que cualquiera la habría tomado por un ser humano vivo. El artífice le tocó la barbilla y la figura comenzó a cantar, perfectamente afinada. Tocó su mano, y empezó a hacer posturas, manteniendo un ritmo perfecto… Cuando la actuación estaba llegando a su fin, el robot guiñó el ojo y se acercó a las damas presentes, con lo que el rey se enfureció y habría hecho ejecutar a Yen Shih en el acto si éste, con un miedo mortal, no hubiera desmontado el robot al instante para que viera lo que realmente era. Y, efectivamente, resultó ser sólo una construcción de cuero, madera, cola y laca, de diversos colores blanco, negro, rojo y azul. Examinándolo de cerca, el rey encontró todos los órganos internos completos: hígado, vesícula biliar, corazón, pulmones, bazo, riñones, estómago e intestinos; y sobre éstos de nuevo, músculos, huesos y miembros con sus articulaciones, piel, dientes y pelo, todos ellos artificiales… El rey probó el efecto de quitarle el corazón, y comprobó que la boca ya no podía hablar; le quitó el hígado y los ojos ya no podían ver; le quitó los riñones y las piernas perdieron su poder de locomoción. El rey quedó encantado.
Otros ejemplos notables son la paloma de Archytas, mencionada por Aulus Gellius. Del filósofo mohista del siglo V a.C., Mozi, y de su contemporáneo Lu Ban, que fabricó pájaros artificiales de madera (ma yuan) que podían volar con éxito, según el Han Fei Zi y otros textos, se han escrito relatos similares sobre autómatas voladores.
Ya en el siglo XI, en Europa se utilizaba el mecanismo del reloj tanto para los relojes como para seguir los acontecimientos astronómicos. Los relojes no guardaban la hora con mucha precisión según los estándares modernos, pero los dispositivos astronómicos se utilizaban cuidadosamente para predecir las posiciones de los planetas y otros movimientos. La misma línea de tiempo parece aplicarse en Europa, donde los escapes mecánicos se utilizaban en los relojes para esa época.
Hasta el siglo XV, los relojes eran accionados por agua, pesas u otros medios indeterminados y relativamente primitivos, pero en 1430 se presentó a Felipe el Bueno, duque de Borgoña, un reloj accionado por un resorte. Esto se convirtió en una tecnología estándar junto con los movimientos accionados por pesas. A mediados del siglo XVI, Christiaan Huygens tomó una idea de Galileo Galilei y la convirtió en el primer mecanismo de péndulo moderno. Sin embargo, mientras que el muelle o el peso proporcionaban la fuerza motriz, el péndulo se limitaba a controlar el ritmo de liberación de esa fuerza a través de un mecanismo de escape (un escape) a un ritmo regulado.
La Smithsonian Institution tiene en su colección un monje de relojería, de unos 380 mm de altura, que posiblemente data de 1560. El monje es accionado por un resorte con llave y recorre el camino de un cuadrado, golpeando su pecho con el brazo derecho, mientras levanta y baja una pequeña cruz de madera y un rosario en su mano izquierda, girando y asintiendo con la cabeza, poniendo los ojos en blanco y pronunciando obsequios silenciosos. De vez en cuando, se lleva la cruz a los labios y la besa. Se cree que el monje fue fabricado por Juanelo Turriano, mecánico del emperador del Sacro Imperio Romano Germánico Carlos V.