Diese Elementaruhren gehören zu den ältesten Zeitmessern. Es gibt ortsfeste mit einem Schattenstab oder verschiedenen Flächenkanten, die die Funktion eines Schattenstabes übernehmen, und tragbare Sonnenuhren. Mit ihrer Hilfe und der von Astronomen errechneten Zeitgleichungstafeln bestimmte man die jeweilige Ortszeit und richtete danach die mechanischen Uhren aus. Um die Uhrzeit zu ermitteln, gingen die Uhrmacher mit ihrer Sonnenuhr vor die Werkstatt, übertrugen die errechnete Zeit auf eine tragbare mechanische Uhr, mit der ein Geselle dann die Kunden aufsuchte und deren Uhren stellte.

Vor allem öffentliche Gebäude, wie die beiden Rathäuser von Berlin und Cölln, sowie die Kirchen besaßen im 16. Jahrhundert an ihrer Südseite Sonnenuhren. Aber auch wissenschaftliche Institutionen, wie das Observatorium der Königlich-preußischen Societät der Wissenschaften, waren für ihre Forschungen auf Sonnenuhren angewiesen. So fertigte der Sozietätsastronom Johann Heinrich Hoffmann (1669-1716) für die Sternwarte im Turm des Marstalls in der Dorotheenstadt eine Horizontalsonnenuhr, das älteste, noch erhaltene Instrument der Berliner Sternwarte (aufbewahrt im Astrophysikalischen Institut Potsdam).

Selbst nach der Installation der Präzisionspendeluhr des Hofuhrmachers Möllinger über dem Eingang zur Akademie der Wissenschaften Unter den Linden erhielt diese als Korrektiv eine Sonnenuhr. Tragbare Sonnenuhren, egal ob Tisch- oder klappbare Taschensonnenuhren, waren schon bald ab dem 16. Jahrhundert günstig zu erwerben und im Alltag weit verbreitet. Eine Sonderform sind die Sonnenuhren in fürstlichen Gärten, die bildhauerisch gestaltet oder später in Metallguss hergestellt der Dekoration ebenso dienten wie der Zurschaustellung von Gelehrsamkeit und der Unterhaltung.