Une horloge à eau utilise de l'eau qui coule pour mesurer le temps selon le National Watch and Clock Museum. Les horloges à eau sont classées comme des horloges à eau « de sortie » ou « d'entrée » en fonction de la façon dont le liquide se déplace dans relation avec le navire principal.
Le temps est mesuré avec une horloge à eau de sortie en remplissant un récipient d'eau et en le vidant lentement à un débit aussi régulier que possible. Des marques à l'intérieur du navire sont observées pour mesurer le temps qui passe. Selon FactMonster.com, ce type d'horloge à eau est similaire aux clepsydres utilisées dans la Grèce antique vers 325 av. Les clepsydres grecques étaient des bols en pierre aux côtés inclinés qui permettaient à l'eau de s'égoutter à un débit presque constant d'un petit trou près du fond.
Une horloge à eau d'entrée fonctionne à l'inverse du modèle de sortie. Ce type d'horloge à eau utilise du liquide pour remplir un récipient plutôt que de le vider. Au fur et à mesure que l'eau monte, le temps peut être mesuré par rapport aux marques d'heures et de minutes faites à l'intérieur du navire. FactMonster.com rapporte qu'un type d'horloge à eau entrante est encore utilisé à ce jour dans certaines parties de l'Afrique du Nord. Un bol en métal avec un trou dans le fond est placé dans un plus grand plan d'eau, et à mesure que l'eau s'infiltre lentement dans le bol, elle s'enfonce dans un laps de temps défini.
Parce que le débit d'eau est difficile à contrôler avec précision, les deux types d'horloges à eau ont une marge d'erreur variable.
