Die astronomische Uhr aus dem 14. Jahrhundert war 4,5 Meter hoch. Für die Uhrmacher und Goldschmiede war es daher das Ziel, immer kleinere Uhren zu bauen und gleichzeitig die Verlässlichkeit und Genauigkeit dieser Uhren zu verbessern. Uhren sind nie nur funktional, sie waren Schmuckstücke, an denen die Uhrmacher ihr kunsthandwerkliches Können präsentierten, das sehr eng an technische Finesse gebunden war. Die ersten Uhren, die mit einer Feder betrieben wurden, erschienen in Europa im 15. Jahrhundert. Die älteste federbetriebene Uhr, die heute noch erhalten ist, die die Kammeruhr von 1430, die Philipp III. vom Herzog von Burgund geschenkt wurde.

Die ersten Zifferblätter zeigten weder Minuten noch Sekunden an. Einer der frühesten Beweise für einen Sekundenzeiger finden sich auf einer Uhr aus dem Jahr 1560. In Europa gab es seit dem 15. Jahrhundert einen Boom des Uhrmacherhandwerks. Viele der damals gängigen Uhren hatten nur einen Zeiger, der sich alle fünfzehn Minuten bewegte. Aber es gab auch Uhren, die mit anderen technischen Finessen glänzten: Sie zeigten astronomische Konstellationen an oder spielten Musikstücke. Einen großen Fortschritt in Sachen Genauigkeit machte der Schweizer Mathematiker, Astronom und Uhrmacher Jost Bürgi: 1584 entwickelte einen Mechanismus, der für minutengenaue Anzeige seiner Uhren sorgte.

Die Drehpendeluhren entstanden auf dem Prinzip des Torsionspendels. Johann Anton Harder und Lorenz Jehlin gelten als die Erfinder dieser Uhren, die 1877 ein Patent für die Funktionsweise erhielten. Dieses Pendel besteht aus einem Stab und zwei Massen, die sich an seinem Ende befinden. Es funktioniert ähnlich wie ein harmonischer Oszillator: Dieses ist ein System, das mit Schwingungen arbeitet, eine Kraft wirkt gleichmäßig der anderen linear entgegen. Wird ein harmonischer Oszillator von außen angestoßen, pendelt er sich wieder in seine Ruhelage ein. Das Maß der Auslenkung ist dabei unabhängig von der Schwingungsdauer. Das Wort harmonisch ist hier gleichzusetzen mit „sinusartig“. Typische Drehpendeluhren waren Uhren, die mehrere Monate oder sogar ein ganzes Jahr laufen konnten, ohne erneut aufgezogen zu werden, die sogenannten Jahresuhren. Popularität erreichten diese Uhren vor allem in Nordeuropa und den Staaten.

Die ersten Exemplare hatten einen Spindelgang. Angetrieben wurden diese mit einer Zugfeder und einem Federhaus. Das Pendel bestand zunächst aus massivem Material.

Auch heute finden wir viele Uhren, die optisch den Drehpendeluhren ähneln. Zumeist erfüllt aber heute das Pendel einen dekorativen Zweck und hat gar keinen Einfluss auf die Funktion der Uhr.