日、月、星辰，東昇西落，運行不息。天體的升落就像一架自然的鐘錶在顯示時刻。在天文學上，利用這一自然現象，通過精密儀器觀測星星，可以定出準確時刻；但是我們用簡便方法觀看星星，也能定出大致的時間。雖然精確程序有所不同，可是基本原理仍然一樣。
這對於野外遇險人員、方向迷失者、夜間行進者，或者在缺乏燈光情況下，「夜光」的自然界鐘錶，就顯得大有用場了。
１.利用北斗星定時間
北斗七星，在我國廣大地區，都能看到。晴朗夜晚，面向北方，把北斗七星斗口的兩顆指極星，設想延長五倍多，就可找到北極星。我們把北極星當成鐘錶表面的中心，把指極星和北極星的聯線當成時針。在鐘面上劃分十二等分：上面是12，右面是3，下面是6，左面是9。這樣一架北斗星鍾就組成了。
這架星鐘的時針是怎樣轉動的呢？
由於星辰是東昇西落，所以北斗星鐘的時針轉動方向，就和普通鐘錶的時針相反。12點以後，指11點，然後依次指10、9、8、7……等等。
這樣，看北斗星鐘定時間會不會引起混亂呢？
儘管它的時針轉動方向和普通鐘錶不一樣，但是完全可以得出和一般鐘錶幾乎一致的時間。
２.看星鐘定出時間
在觀測的時候，只要記住當地的經度（要以時間為單位來表示經度，因為地球自轉一周360-，需24小時，所以可用15來除當地的經度度數求得），認好星鍾時針所指的「鐘點」數字，以及觀測的月份和日期，最後再用一個常數減一減，就馬上得出所需要的時間。
這個方法，可用簡單的式子寫下來：
北京時間時－經度－2（鐘點數字＋Ｍ）
Ｍ就是由這年1月1日算到觀測時間的月數（每三天算成0．1月）。如果得出來的是負數，就要加24小時。至於時這個數字的來源，我們在此不作證明。
舉出例子來說明是很有趣味的。
在某年6月1日晚上，於北京天文館（經度＝7時45分）看北斗星鍾指針在「10」，這時候的北京時間是幾點幾分？
先心算一下，知道6月1日離1月1日相隔5個月，即Ｍ＝5。這樣，這時候的北京時間（鐘錶時間）是：
時時－2（10＋5）小時時
時，也就是晚上10點36分。
３.利用仙後座定時間
有時候看不見北斗七星，可是和它幾乎相對的仙後星座升起來了。仙後座β星和北極星的連線也可以當成「時針」。鐘面劃分和時鐘轉動方向同北斗星鍾時針一樣。
計算的時候，只要把常數換成行了。
例如在某年6月9日下半夜，於同地看「仙後星鍾時針」指「2」的位置。這時候北京時間是幾點幾分？
心算6月9日離1月1日是5個月8天，即5-3月。這樣
時時－2（2＋5．3）小時＝3點1分
北斗和仙後這兩架星鐘，一年到頭，只要傍晚晴朗，不分清晨傍晚，觀看都非常方便。得出來的時間，誤差為一刻鐘。
４.利用星盤定時間
看北斗、仙後星鐘，通過簡單計算，可以得知大概時間。如果有一個「恆星指示盤」，那就幾乎可以不經過計算，只要拔動星盤，馬上就知道時間。
這種星盤是這樣做的。
它分成甲、乙、丙三層。甲盤周圍畫上月份，每月等分三段，每段約10天。乙盤周圍等分24小時。丙盤以北極星為中心，按準確位置，面上北斗及仙後指時針。然後，三盤同心釘好，星盤即告製成。
天文學上知道：北斗時針這兩顆星的經度是11時，在每年9月6日半夜指正北方向。我們把9月6日下面一點定為北點；相對的一點就是指天頂方向。
使用時，把「24」這數字對準甲盤觀測月份和日數的位置。面向北方，把星盤的「北」點和地平的北點對好，並使星盤的「北」點和天頂聯線同子午線（天頂和天球北極的連線）相一致，然後拔動丙盤的「北斗時針」，使它和天上「北斗時針」的方向角相同。這樣，就可得出大概時間了。
從圖中可以看出：我們是在6月1日觀測。所以把「24」對準6月1日這一點。星盤的「北」點在下面，北點和天頂聯線調整在子午線上；時針的方向角也和天上「北斗時針」一樣，星盤所指結果是22點20分，和上面計算的差不多。
如果用「仙後時針」，則要記住β星的經度是零時7分；在每年3月23日半夜，時針指向北方。我們就在3月23日下面取一點作為「仙後星盤」的「北」點。觀測時，把「北」點和地平的北點對好。「北」點和天頂聯線調在子午線上，再把「24」對準觀測月份和日期；然後拔動丙盤時針，使和天上仙後座時針方向角一樣，就可以知道時間了。
需要指出：如果把星盤測得的結果，再加上經度差即：（8時一當地經度）的改正，那麼結果就和上面計算的完全一致了。