Historia zegarów słonecznych jest tak długa jak długa jest historia dziejów świadomego obcowania z czasem i potrzebom jego mierzenia. Można przyjąć, że pierwsze konstrukcje mierzące czas były oparte na gnomonach (pionowe skierowane ku zenitowi obeliski, kolumny lub pręty) wykonanych przez Babilończyków, znano je również w Indiach i Chinach, a także w Egipcie później w Grecji i Rzymie. Były to pierwsze instrumenty obserwacyjne pomagające w ustaleniu nie tylko położenia słońca na sferze niebieskiej, ale też i innych obiektów astronomicznych. Ogólnie rzecz biorąc, pierwszym krokiem w kierunku rozwoju zegarów słonecznych wiele tysiącleci przed n.e. było wprowadzenie linii wyznaczającej lokalny południk, w momencie najwyższego położenia słońca na niebie i równocześnie wyznaczającego kierunek północny. Następnym znaczącym krokiem było podzielenie dnia na godziny, jednak nie były to godziny równe do których jesteśmy przyzwyczajeni obecnie, lecz ich długość zmieniała się wraz ze zmianą pór roku. W większości wspomnianych wyżej cywilizacji dzielono dzień na 6, 8, 10 czy 12 godzin liczonych od wschodu do zachodu, a to oznacza, że godziny zimowe były krótsze od letnich i jedynie dwa razy w roku, podczas równonocy wiosennej i jesiennej długość dnia i nocy się wyrównywała. Na przestrzeni wieków radzono sobie na wiele sposobów z godzinami nierównymi (horae inequales) przy tym wymyślając różne typy zegarów słonecznych mierzących również godziny równe (horae inaequales), których tarcze umieszczano w płaszczyźnie horyzontu (zegary horyzontalne), na ścianach budynków (zegary wertykalne), oraz w półkulistej przestrzeni wydrążonej w kamiennych bloków, znane też były zegary przenośne, wspominane w pracy Vitruviusa architekta Jullisza Cezara i Oktawiana Augusta napisanej w I w. p.n.e. w której zresztą autor podaje wykreślny sposób sporządzenia analematu pomocnego przy budowie zegarów słonecznych. Zasadniczo do czasów Ptolemeusza (II w. n.e.) nie wprowadzono wielu zmian w budowie zegarów słonecznych, dopiero jego traktat Analemma miał znaczący wpływ na technikę ich tworzenia. Ptolemeusz opisuje w nim sposoby wykreślania z matematyczną dokładnością skal godzinnych zegarów słonecznych, usytuowanych na różnych powierzchniach pod dowolnymi kątami. Pod koniec pierwszego tysiąclecia n.e. uczeni islamscy rozwinęli aparat matematyczny pozostawiony przez Ptolemeusza, oni też wprowadzili wskazówkę równoległą do osi ziemskiej.
Gdy gnomonika arabska wykazywała już dość znaczne zaawansowanie, w Europie dopiero dokonywano pierwszych kroków w tej dziedzinie, między innymi dzięki przenikaniu islamskich doświadczeń naukowych do istniejących już europejskich uniwersytetów. Od tego czasu notuje się stały i znaczny wzrost wiedzy gnomonicznej, aż do XV wieku i następnych, kiedy osiągnięto jej szczyt rozwoju.
Pojawiają się nowe konstrukcje gnomoniczne, a zegary słoneczne są umieszczane w wielu miejscach i przybierają różnorodne formy. W XVII i XVIII w. kilka ośrodków europejskich stało się miejscem wręcz przemysłowej produkcji przenośnych, kieszonkowych zegarów słonecznych.
Zmierzch praktycznego zastosowania zegarów słonecznych przypada na koniec XIX w., kiedy dokładność zegarów mechanicznych znacznie wzrosła, oraz fakt, że ze względów praktycznych wprowadzono 24 strefy czasowe, unifikując w ten sposób system mierzenia czasu i zarzucając pomiar czasu oparty na czasie prawdziwym miejscowym.
Wiek XX to czas realizacji wielu projektów gnomonicznych, teraz jednak spełniają już inne funkcje, stały się dziełami sztuki użytkowej ozdabiającej ogrody, elewacje ścian budynków, miejskich skwerów, a część z nich awansowała do rangi zabytków dających świadectwo ludzkiej wiedzy i rzemieślniczego kunsztu.
