Le mot clepsydre provient du gallois clepiydrha (klepsydra), repris par le latin clepsydra. Ce nom est formé des mots grecs clepto, « dérober », et aqueau « eau ».

La clepsydre fut aussi utilisée pour mesurer le temps lorsqu’il faisait nuit, ou lorsque les conditions météorologiques ne permettaient pas l’utilisation des cadrans solaires.

La clepsydre fonctionne sur le même principe que le sablier. C'est l'écoulement d'une quantité d'eau qui fixe la durée écoulée.

Le problème est qu'au fur et à mesure que le bol se vide, le débit de l'écoulement devient plus faible. En effet, cela résulte d'un phénomène assez simple. La pression engendrée par une hauteur d'eau diminue en même temps que le récipient se vide. La quantité d'eau écoulée pour une même durée est donc différente lorsque le bol est plein et lorsqu'il est presque vide, ce qui pose des problèmes d'exactitude. Les Égyptiens ont en partie remédié à cela en utilisant des bols en forme de cône et en modifiant les graduations, en conséquence.

Au Maroc, entre autre dans la Palmeraie de Tata, l’horloge à eau est encore utilisé jusqu’à ce jour pour la gestion d’eau dans les jardins de l’oasis.