С одной стороны сложность механических часов подтверждается сразу же при сравнении с солнечными – вместо одной палки, вставленной в землю, мы видим целое нагромождение всяческих пружинок, шестерен и так далее. Но, при более детальном рассмотрении принципов их работы, на самом деле оказывается, что, как и многие другие механизмы древних времен, эти, зависящие от солнца, оказываются далеко не такими уж и простыми. Только призадумайтесь: при их проектировании необходимо учитывать закономерности перемещения астрономических объектов (знать астрономию и тригонометрию), что куда более сложно с научной точки зрения, нежели составить механический (или электронный) прототип отсчета определенных интервалов времени.

Принцип функционирования солнечных часов заключается в нескольких обязательных правилах. Гномон нужно направить к Северному полюсу, параллельно к земной оси. В перпендикуляр к гномону располагают циферблат. Таким образом получается, что плоскость, в которой расположено Солнце относительно Земли, оказывается в параллели с циферблатом, а гномон ей перпендикулярен. Отбрасываемая вторым тень будет следовать по поверхности циферблата на протяжении светового дня, ежечасно смещаясь на 15. Конструктивно данные часы относят к экваториальным, по скольку направление циферблата - параллельное экватору. Осуществить точную установку экваториальных часов очень непросто, в связи с тем что, во-первых, требуется абсолютно ровная горизонтальная поверхность (для определения используют уровень либо отвес), во-вторых, плоскость установки циферблата должна располагаться под углом к горизонтали, равным географической широте местности. Северное направление ночью возможно определить по местонахождению Полярной звезды, при чем ни в коем случае не допустимо применять компас, ведь Северный магнитный полюс Земли и ее географический полюс по положению не совпадают, плюс магнитные аномалии, вызванные, к примеру, близким расположением намагниченных горных пород, могут вызывать погрешности.

Некоторые характерные особенности экваториальных часов:

1. Летом тень гномона видна на верхней стороне циферблата, а зимой - на нижней.
2. Длина тени прямым образом указывает не только на времена года, но и на месяцы, чем можно воспользоваться, прочертив по 6 концентрических кругов на обеих сторонах циферблата и дополнив гномон сферой либо дырочкой, которые будут проецировать на циферблат точку.
3. Время, отображаемое на циферблате, будет местным солнечным. Это означает, что оно будет несколько отличаться от Универсального координированного времени (UTC), исходя из разницы в долготе. То же самое касается и случаев с переходами на летнее время и обратно.
4. Следует учитывать годичные отклонения солнечного времени от общепринятого, выражаемые в уравнении времени. По нему легко пронаблюдать, как в феврале они будут «отставать» от механических более чем на 10 минут, а в ноябре «спешить» примерно на столько же.

Описанные часы с их гномоном – далеко не единственное решение по части конструкции солнечных часов. Показательным примером служат часы со сфероидными зеркалами, подобно светомузыкальным приспособлениям на танцполах отбрасывающие пучки света на конкретные зоны циферблата. А в 18-19 веках европейцы использовали в качестве основы способность пороха воспламеняться под действием солнечных лучей. Часы такого типа издавали оглушающий находящихся поблизости раскат, когда в полуденный зной усиленный при помощи линзы солнечный свет раскалял холостой патрон и поджигал находящуюся в нем пороховую смесь. Расположение элементов приходилось неоднократно регулировать весь год, чтобы залпы раздавались точно в полдень местного времени.

Вот так, на первый взгляд кажущиеся примитивными отцы всех современных часов на деле оказываются очень требовательными. Прежде всего в плане знаний, также к уходу. Тем не менее, это не снижает интерес к ним со стороны множества людей по всему миру и по сей день.