Το ηλιακό ρολόι είναι η πιο πρωτόγονη μορφή ρολογιού. Το απλούστερο ηλιακό ρολόι αποτελείται από ένα ραβδί τοποθετημένο στο έδαφος, το οποίο ρίχνει μια σκιά που δείχνει την ώρα της ημέρας.
Στην πρώιμη ιστορία της ανθρωπότητας, η πιο βασική κατανομή του χρόνου ήταν η νύχτα και η μέρα. Από εκεί και πέρα, ήταν φανερό ότι ο ήλιος ανέτειλε στον έναν ορίζοντα και έδυε στον άλλο. Είναι σίγουρο ότι οι σκιές που έριχναν ενώ ο ήλιος έκανε το ταξίδι του στον ουρανό, δεν ξέφυγε από την προσοχή των πρωτόγονων ανθρώπων. Οι πρωινές σκιές ήταν μεγάλες, σταδιακά λιγόστευαν για να εξαφανιστούν το μεσημέρι, στη συνέχεια επιμήκυναν ξανά προς την αντίθετη κατεύθυνση, ακολουθώντας το ηλιοβασίλεμα. Το Shadow casting θα ήταν ένα φυσικό εργαλείο για την αφήγηση του χρόνου.
Κανείς δεν μπορεί να είναι σίγουρος πότε εμφανίστηκε το πρώτο ηλιακό ρολόι, αλλά γνωρίζουμε ότι ήδη από το 3500 π.Χ. οι Αιγύπτιοι κατασκεύαζαν ηλιακά ρολόγια που όχι μόνο κρατούσαν το χρόνο αλλά έδειχναν τη μεγαλύτερη και συντομότερη ημέρα του χρόνου.
Τα ηλιακά ρολόγια κατασκευάζονται γενικά με έναν κάτω κυκλικό δίσκο που αντιπροσωπεύει την όψη ενός ρολογιού, πάνω στον οποίο υπάρχουν τμηματικές γραμμές που δείχνουν τις ώρες. Το ηλιακό ρολόι μπορεί επίσης να παρακολουθεί τις παλίρροιες, τις εποχές ή τις ισημερίες. Ένας οβελίσκος ή γνωμικό στέκεται στο κέντρο, χρησιμεύοντας ως το στοιχείο που ρίχνει τη σκιά-χέρι, που σηματοδοτεί την ώρα. Στο βόρειο ημισφαίριο καθώς ο ήλιος ταξιδεύει στον ουρανό, η σκιά θα κινείται δεξιόστροφα. Το τοπικό μεσημέρι, η σκιά εξαφανίζεται.
Για να αντισταθμιστεί η κλίση της γης στον άξονά της, τα ηλιακά ρολόγια μπορούν να έχουν γωνία βόρεια. Διαφορετικά, το ηλιακό ρολόι δεν θα αντισταθμίσει την ελαφρώς διαφορετική διαδρομή που ακολουθεί ο ήλιος στον ουρανό κάθε μέρα καθώς η γη κινείται μέσα στις εποχές. Τα ηλιακά ρολόγια που έχουν γωνία βόρεια, ονομάζονται στυλ. Επειδή η ευθυγράμμισή τους αντισταθμίζει την κλίση της γης, τα σημάδια των ωρών μπορούν να παραμείνουν ίδια όλο το χρόνο.
Η ίδια η γλώσσα που χρησιμοποιούμε για να κρατάμε τον χρόνο μας παραπέμπει πίσω στο ηλιακό ρολόι. Η ώρα και η ώρα (ελληνικά και λατινικά για το ίδιο), προέρχονται από το har ή hor, την αρχαία αιγυπτιακή λέξη που σημαίνει «ημέρα» ή «μονοπάτι του ήλιου». Ο Αιγύπτιος θεός Ώρος, με κεφάλι γερακιού και σώμα ανθρώπου, ήταν ο θεός της αυγής.
Τα ηλιακά ρολόγια άντεξαν ως η πιο ακριβής μορφή μέτρησης του χρόνου, ακόμη και μετά την εφεύρεση των ρολογιών. Στην πραγματικότητα, οι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν ηλιακά ρολόγια για να επαναφέρουν τα σταματημένα ρολόγια! Με την έλευση του εύχρηστου ρολογιού χειρός, ωστόσο, τα ηλιακά ρολόγια υποβιβάστηκαν σε υπέροχες διακοσμήσεις κήπου.
Το μεγαλύτερο ηλιακό ρολόι του κόσμου βρίσκεται στο παρατηρητήριο Jantar Mantar που κατασκευάστηκε από τον Jai Singh στη βόρεια Ινδία. Ονομάζεται Samrat Yantra, και η επιβλητική πέτρινη κατασκευή πύργου πάνω από 89 πόδια (27 μέτρα) ύψος. Το πιο εκπληκτικό είναι ότι λέγεται ότι είναι ακριβές μέσα σε κλάσματα του δευτερολέπτου!