春秋战国时，人们开始将历法上的12月名称应用到天文方位上。基本设想是太阳每年12个月在黄道上运行一周，若将黄道分为对应的12个天区，则一个天区对应一个月。人们将太阳冬至所在的天区称为子，12月太阳所在的天区称为丑，下面依次类推。地球公转引起了太阳在黄道上自西向东的周年运动，地球的周日旋转又引起了太阳沿赤道自东向西的昼夜运转。由此人们便设想把天赤道所处的方位也划分为12个天区，北方为子位，南方为午位，东方为卯位，西方为酉位，则一昼夜太阳运行12个方位回到原处，这样便产生了太阳位于一个辰位为一个时辰的概念，一昼夜为12个时辰，人们便可以用太阳在天空所处的方位来确定时间。
这个纪时方法大约产生于汉武帝太初改历以后，是由当时参加改历的天文学家首先提出的。这个方法比较科学简明，于是便很快地为人们所接受，老的纪时法也就逐渐被废止。这种纪时方法最早出现在《汉书·翼奉传》，载有元帝初元元年(公元前48年)“日加申”，意思是太阳位于申的时刻。自此以后，这种纪时方法就不断出现，记时的名称由“日加午”转变为“时加午”，以后又进一步简化为“午时”。这种纪时法与二十四小时制对应如下表：
子丑寅卯辰巳23—11—33—55—77—99—11午未申酉戌亥11—1313—1515—1717—1919—2121—23
进入魏晋南北朝以后，科学技术得到了进一步的发展，人们对纪时制度也就提出了更高的要求，即使在民用上，十二时辰作为一个独立的纪时制度，其间隔也太大了一些。故人们开始想出一些改进的办法，将其分得更细一些。
首先的想法是，将每个时辰再一分为二，在十二时辰名中间，再插入甲、乙、丙、丁、庚、辛、壬、癸八个天干和艮、巽、坤、乾四个卦名，合计24个小时名。这种分法一直沿用到隋朝。这种纪时名称记忆起来不大方便，给人的感觉配合得也不是那么和谐，唐代的天文学家便将十二时辰分列为初正二个部分，例如，子初开始于23点，子正开始于0点，午初开始于11点，午正开始于12点。作出这个改进以后，早期的24小时名称也就被废止不用。将十二时辰分为初正两部分，这是中国古代的二十四时制。一直沿用到清代。