यदि हमारे पास घड़ियाँ अथवा कालदर्शक नहीं होते, तो हम आकाशीय परिघटनाओं के आधार पर समय का मापन करते। दिन के समय को मापने के लिए हम सूर्य की स्थिति का उपयोग करते। आकाश में सूर्य की उच्चतम स्थिति को किसी वस्तु की छाया का आमाप लघुतम होने पर ज्ञात किया जा सकता है। सूर्य को एक दिन अपनी उच्चतम स्थिति से अगले दिन पुनः उच्चतम स्थिति तक पहुँचने में लगने वाला औसत समय 24 घंटे होता है, जिसे माध्य सौर दिन कहा जाता है।

इसके अतिरिक्त, दिनों और महीनों की गणना करने के लिए हम चंद्रमा की कलाओं का उपयोग कर सकते हैं। चंद्रमा के चमकीले भाग के घटने-बढ़ने (वर्धमान और क्षीयमाण काल) के आधार पर हम समय का निर्धारण कर सकते हैं। इन्हीं चंद्रमा की कलाओं और सौर वर्ष के आधार पर चंद्र-सौर कालदर्शक बनाए जाते हैं, जिनसे हम ऋतुओं के चक्र के साथ सामंजस्य बनाए रखकर समय का मापन कर सकते हैं।