「日晷」源於更古老的觀日儀器 —— 「圭表」，二者皆是中國流傳久遠的天文儀器，創制年代已不可考；它們的結構簡單，都以太陽為觀測目標。所謂的「表」，最初就是一根直立於平地上的竿子或石柱。遠古時代，人們於日常生活中即發現在太陽照射下，物體影子的方向和長短會隨著太陽所在的位置而有規律地變化。這是因為地球繞著太陽公轉，造成正午時分的表影每天長短變化不同，因而有了節氣和年長的差異；因此，圭表是根據正午時表影長度的變化來定「節氣」及「一年長度」的儀器。又因為地球的自轉，形成一天之內表影的方向和長短也有規律性的變化，而日晷就是利用一日之表影的方向變化來定出「時刻」的專用儀器。

　　日晷是由一根平行於地球自轉軸而恆「指向北極」的「皋」 —— 稱之為「晷針」，和刻有時刻的「晷面」所組成。

　　本展示是以人仿如「表」直立於中央南北向（標有陽曆日期）的適當位置上，觀其影子朝向所指示的時間，所以應稱之為「人影日晷」。又因人有胖瘦高矮的不同，而非細直竹竿，所以僅能得知大略的時間。又地球自轉軸約傾斜 23.5度，在黃道面上略呈橢圓軌道繞著太陽公轉，因此每天所測量到的時間也會略有不同，本日晷中央南北向標有陽曆日期的站立位置，就是具有四季校正時差的作用。此外，地球上不同的（經度、緯度、時區）地區所測量到的時間也不同，所以位於臺中市的本館（北緯 24度9分 34.1秒、東經120度39分 23.4秒，比東經120度的標準時間提前2分38秒）正中午時刻確實可有 –20 ~ 10分鐘的「8」字形差異，此差異大多時間是小於人體影子的寬度。