Najwcześniejszym znanym przykładem mechanizmu zegarowego jest mechanizm z Antikythery, analogowy komputer z przekładnią z I w. p.n.e., nieco podobny do astrolabium, służący do obliczania pozycji astronomicznych i zaćmień, wydobyty z wraku greckiego statku. Istnieje wiele innych relacji o urządzeniach zegarowych w starożytnej Grecji, nawet w jej mitologii, a sam mechanizm jest wystarczająco wyrafinowany, aby wskazać na znaczącą historię mniejszych urządzeń prowadzących do jego powstania.
W pewnym momencie ten poziom wyrafinowania technologii zegarowej został utracony lub zapomniany w Europie, i tylko powrócił, gdy został przywieziony ze świata islamskiego po wyprawach krzyżowych, wraz z inną wiedzą prowadzącą do renesansu. Clockwork w końcu odzyskał odpowiednik przed-rzymskich poziomów technologicznych w 14 wieku.
Jak w greckiej mitologii, istnieją ambitne roszczenia automatyzacji w legendach innych kultur. Na przykład, w żydowskiej legendzie, Salomon wykorzystał swą mądrość do zaprojektowania tronu z mechanicznymi zwierzętami, które witały go jako króla, gdy na niego wchodził; gdy siadał, orzeł nakładał mu koronę na głowę, a gołąb przynosił mu zwój Tory. Mówi się również, że kiedy król Salomon wstąpił na tron, uruchomił się pewien mechanizm. Gdy tylko stanął na pierwszym stopniu, złoty wół i złoty lew wyciągnęły po jednej łapie, aby go podtrzymać i pomóc mu wspiąć się na następny stopień. Z każdej strony zwierzęta pomagały królowi aż do momentu, gdy wygodnie usiadł na swoim tronie.
W starożytnych Chinach, ciekawy opis automatyzacji znajduje się w tekście Lie Zi, napisanym w 3 wieku p.n.e.. Znajduje się w nim opis znacznie wcześniejszego spotkania króla Mu z Zhou (1023-957 p.n.e.) z inżynierem mechanikiem znanym jako Yan Shi, „sztukmistrzem”. Ten ostatni z dumą zaprezentował królowi naturalnej wielkości, człekokształtną figurę swojego mechanicznego dzieła (pisownia Wade-Giles):
Król wpatrywał się w figurę ze zdumieniem. Szła ona szybkim krokiem, poruszając głową w górę i w dół, tak że każdy mógłby ją wziąć za żywego człowieka. Sztukmistrz dotknął jej podbródka, a ona zaczęła śpiewać, idealnie zgodnie z melodią. Dotknął jego ręki, a on zaczął pozować, utrzymując idealny czas… Gdy przedstawienie dobiegało końca, robot mrugnął okiem i zrobił zaloty do obecnych pań, na co król wpadł w furię i kazałby Yen Shihowi wykonać egzekucję na miejscu, gdyby ten, w śmiertelnym strachu, natychmiast nie rozebrał robota na kawałki, by mógł zobaczyć, czym jest naprawdę. I rzeczywiście, okazało się, że jest to tylko konstrukcja ze skóry, drewna, kleju i lakieru, różnokolorowa, biała, czarna, czerwona i niebieska. Zbadawszy go dokładnie, król stwierdził, że wszystkie organy wewnętrzne są kompletne – wątroba, żółć, serce, płuca, śledziona, nerki, żołądek i jelita, a nad nimi znowu mięśnie, kości i kończyny ze stawami, skóra, zęby i włosy, wszystko sztuczne… Król wypróbował działanie odjęcia serca i stwierdził, że usta nie mogą już mówić; odjął wątrobę i oczy nie mogły już widzieć; odjął nerki i nogi straciły zdolność poruszania się. Król był zachwycony.
Inne godne uwagi przykłady obejmują gołębia Archytasa, wspomnianego przez Aulusa Gelliusa. Podobne chińskie relacje o latających automatach pochodzą od mohistowskiego filozofa Mozi z V wieku p.n.e. i jego współczesnego Lu Bana, którzy stworzyli sztuczne drewniane ptaki (ma yuan), które z powodzeniem mogły latać, zgodnie z Han Fei Zi i innymi tekstami.
Do XI wieku w Europie używano zegarów zarówno do odmierzania czasu, jak i śledzenia wydarzeń astronomicznych. Zegary nie trzymały czasu bardzo dokładnie według nowoczesnych standardów, ale urządzenia astronomiczne były starannie wykorzystywane do przewidywania pozycji planet i innych ruchów. Ta sama linia czasowa wydaje się mieć zastosowanie w Europie, gdzie mechaniczne mechanizmy zegarowe były używane w zegarach do tego czasu.
Do XV wieku, zegary były napędzane wodą, ciężarkami lub innymi okrężnymi, stosunkowo prymitywnymi środkami, ale w 1430 roku zegar został przedstawiony Filipowi Dobremu, księciu Burgundii, który był napędzany przez sprężynę. Stało się to standardową technologią wraz z mechanizmami napędzanymi ciężarkami. W połowie XVI wieku Christiaan Huygens zaczerpnął pomysł od Galileo Galilei i rozwinął go w pierwszy nowoczesny mechanizm wahadłowy. Jednakże, podczas gdy sprężyna lub ciężar zapewniały siłę napędową, wahadło jedynie kontrolowało tempo uwalniania tej siły poprzez jakiś mechanizm ucieczki (escapement) w regulowanym tempie.
The Smithsonian Institution ma w swojej kolekcji zegarowego mnicha, o wysokości około 15 cali (380 mm), pochodzącego prawdopodobnie już z 1560 roku. Mnich jest napędzany przez sprężynę z kluczem i kroczy ścieżką w kształcie kwadratu, uderzając prawą ręką w klatkę piersiową, podczas gdy podnosi i opuszcza mały drewniany krzyż i różaniec w lewej ręce, obracając się i kiwając głową, przewracając oczami i wypowiadając ciche obsequies. Od czasu do czasu zbliża krzyż do ust i całuje go. Uważa się, że mnich został wykonany przez Juanelo Turriano, mechanika Świętego Cesarza Rzymskiego Karola V.
.