O tempo sempre foi tratado como conceito adquirido por vivência, indefinível em palavras. Na mitologia grega, Cronos, deus do tempo, devorava seus filhos para que nenhum pudesse roubar-lhe o trono. Está aí representada uma das características do tempo: sua destrutividade.

O filósofo grego Parmênides (530-460 a.C.) defendia que as transformações que observamos no mundo físico resultam de nossa percepção, de um processo mental. Elas, de fato, não ocorreriam. Para ele, a realidade seria indivisível e destituída do conceito de tempo. Para Platão (427-348 a.C.), o tempo nasceu quando um ser divino pôs ordem e estruturou o caos primitivo. Portanto, o tempo – de importância menor, por pertencer ao mundo das sensações – teria origem cosmológica no pensamento platônico.

Ainda entre os gregos, Aristóteles (3 a.C.) fez investigação sistemática do tempo. Para ele, esse conceito – cuja mensuração seria tarefa da alma – estaria relacionado à ideia de movimento, de mudanças na natureza: “O tempo é a medida do movimento segundo o antes e o depois”. Portanto, sem movimento, não haveria tempo.

Na Idade Média, Santo Agostinho (sec. 4), em sua obra Confissões, retomou a tradição aristotélica ao associar o tempo com a própria vida da alma humana, se estendendo tanto para o passado quanto para o futuro. Segundo ele, haveria três tempos: o presente do passado (memória); o presente do presente (intuição); e o presente do futuro (esperança).

A partir do século 16, quando se deu o que historiadores denominam Revolução Científica, os desenvolvimentos da física passaram a ser fortemente atrelados à matemática – nesse período, se deu a criação do chamado cálculo integral e diferencial, ensinado atualmente em cursos de nível superior.

Nesse momento, a definição do tempo – ou seja, de sua essência, natureza – perdeu importância para a questão de sua medição. Com a matematização, a física passou, por meio de equações, a ter caráter preditivo. Isso ficou enfatizado, principalmente, no estudo da mecânica (movimento dos objetos), na qual o tempo deve ser grandeza que possa ser medida – de certo modo, isso remete às ideias aristotélicas de que o tempo está relacionado ao movimento.

Com mecanismo interno dotado de movimento periódico, relógios mecânicos – cujos primeiros relatos datam da primeira metade do século 14 – passaram a ocupar o lugar do movimento dos astros na medição do tempo.