Fin dall'Età Ellenistica si costruirono strumenti fondati sulla proiezione dell'ombra di uno stilo su un quadrante. Tali strumenti, detti meridiane, abbinavano l'idea che il Sole scandisca il tempo ruotando giornalmente in maniera uniforme attorno alla Terra immobile all'analisi geometrica della proiezione dell'ombra dello stilo sopra superfici variamente inclinate.

Nelle meridiane concettualmente più semplici uno stilo verticale è infisso in un quadrante orizzontale. Tre curve indicano i tracciati giornalieri dell'estremità dell'ombra in determinati giorni dell'anno. La più lontana dallo stilo segna il tracciato al solstizio invernale, quando il Sole si muove alla minima altezza sull'orizzonte. L'intermedia indica il tracciato sia all'equinozio di primavera, sia all'equinozio d'autunno, quando giorno e notte si uguagliano. La più vicina allo stilo segna il tracciato al solstizio estivo, quando il Sole si muove all'altezza massima sull'orizzonte.

Una seconda serie di linee divide le curve precedenti in tratti disuguali, che sono però coperti dall'estremità dell'ombra in un'ora ciascuno. Al mattino d'un giorno qualsiasi l'ombra compare slanciata verso ovest. Per le prime sei ore del giorno s'accorcia sempre di più, fino a divenire minima a mezzodì. Essa torna ad allungarsi nelle sei ore successive fino a scomparire verso est al tramonto.

Osservando attentamente l'ombra proiettata sul quadrante d'una meridiana si può quindi stabilire non solo che ore sono, ma anche in quale periodo dell'anno ci si trova.