Un ceas solar este cea mai primitivă formă de ceas. Cel mai simplu cadran solar constă dintr-un băț înfipt în pământ, care aruncă o umbră care indică ora din zi.
În istoria timpurie a omenirii, cea mai elementară diviziune a timpului a fost noaptea și ziua. Dincolo de asta, era evident că soarele răsare peste un orizont și apune în celălalt. Este un pariu sigur că umbrele aruncate în timp ce soarele și-a făcut călătoria pe cer, nu au scăpat de atenția oamenilor primitivi. Umbrele dimineții erau lungi, scurtându-se treptat pentru a dispărea la amiază, apoi prelungindu-se din nou în direcția opusă, urmând apusul. Turnarea în umbră ar fi fost un instrument natural pentru a spune timpul.
Nimeni nu poate fi sigur când a apărut primul cadran solar, dar știm că încă din anul 3500 î.Hr. egiptenii construiau ceasuri solare care nu numai că păstrau timpul, dar indicau cea mai lungă și mai scurtă zi a anului.
Cadranele solare sunt în general realizate cu un disc circular inferior care reprezintă fața unui ceas, pe care sunt linii segmentate care indică orele. Cadranul solar ar putea urmări, de asemenea, mareele, anotimpurile sau echinocțiul. Un obelisc sau gnomon stă în centru, servind drept element care aruncă mâna-umbră, care marchează timpul. În emisfera nordică, pe măsură ce soarele călătorește pe cer, umbra se va mișca în sensul acelor de ceasornic. La amiaza locală, umbra dispare.
Pentru a compensa înclinarea pământului pe axa sa, cadranele solare pot fi înclinate spre nord. În caz contrar, cadranul solar nu va compensa calea ușor diferită pe care o parcurge soarele prin cer în fiecare zi, pe măsură ce pământul se mișcă de-a lungul anotimpurilor. Cadranele solare care sunt înclinate spre nord se numesc stiluri. Deoarece alinierea lor compensează înclinarea pământului, semnele orelor pot rămâne aceleași pe tot parcursul anului.
Însuși limbajul pe care îl folosim pentru a păstra timpul ne trimite înapoi la ceasul solar. Hour și hora (greacă și latină pentru aceeași), provin de la har sau hor, cuvântul egiptean antic pentru „zi” sau „calea soarelui”. Zeul egiptean Horus, cu cap de șoim și corp de om, era zeul zorilor.
Cadranele solare au rezistat ca cea mai precisă formă de cronometrare, chiar și după inventarea ceasurilor. De fapt, oamenii au folosit cadranele solare pentru a reseta ceasurile oprite! Odată cu apariția ceasului de mână la îndemână, cadranele solare au fost retrogradate la decorațiunile minunate de grădină.
Cel mai mare cadran solar din lume se află în observatorul Jantar Mantar construit de Jai Singh în nordul Indiei. Se numește Samrat Yantra, iar structura impunătoare de piatră se ridică la peste 89 de picioare (27 de metri) înălțime. Mai surprinzător, se spune că este precis într-o fracțiune de secundă!