Pierwszy zegar wahadłowy został zbudowany przez Christiaana Huygensa, który około roku 1657 zastosował w praktyce prawo ruchu wahadłowego sformułowane przez Galileusza. Ówczesne zegary posiadały jedynie wskazówkę godzinową, jednak od ok. roku 1600 zaczęto stosować także wskazówkę minutową. Rozwój konstrukcji wychwytów powodował dalsze usprawnienie pracy zegarów wahadłowych do momentu skonstruowania przez George’a Grahama wychwytu spoczynkowego (w r. 1715), który pod nazwą wychwytu Grahama jest stosowany do dziś. Przed skonstruowaniem zegara przez Huygensa, wahadło wykorzystywano do mierzenia czasu przy ręcznym podtrzymywaniu jego ruchu – np. w 1654 r. Jan Heweliusz podczas swoich obserwacji astronomicznych, który potem z powodzeniem używał też wahadła w konstruowanych przez siebie zegarach.
Najdokładniejszy zegar wahadłowy jest jednocześnie zegarem elektronicznym. Czas odmierza wahadło poruszające się w rurze, w której zapewnione jest stałe niskie ciśnienie i stała temperatura. Wahadło nie napędza mechanizmu, a jego wahnięcia są zliczane przez fotokomórkę, a te są prezentowane na monitorze komputera.