מבנה פנימי של שעון אוטומטי

בדרך כלל ניתן לחלק את השעונים המכניים לשני הסוגים הבאים: שעונים ידניים ואוטומטיים. מקור הכוח של שני סוגי המכונות הללו מונע על ידי הקפיץ שבתוך התנועה, שמניע את הציוד ולאחר מכן דוחף את מחט השעון. עם זאת, מקור הכוח שונה באופן. שעונים מכניים עם סלילה ידנית מסתמכים על כוח היד. עובי התנועה דק יותר מזה של שעונים רגילים עם סלילה אוטומטית ומשקל השעון קל יחסית. "שעון השרשור האוטומטי משתמש בדיסק המסתובב האוטומטי של התנועה כדי להסתובב ימינה ושמאלה כדי לייצר כוח להנעת הקפיץ, אבל עובי השעון גדול יחסית מזה של שעון שנפצע ביד."

רכבת ההילוכים של השעונים, במיוחד הרכבת ההילוכים הראשית, משתמשת באופן נרחב במה שנקרא צורת שן עגולה. צורת שן זו היא אבולוציה של צורת שן החיווט. בשל הקושי בעיבוד צורות שיניים ציקלואידיות טהורות, נעשה שימוש בקשתות מעגליות במקום ציקלואידים, הידועים גם בשם צורות שיניים ציקלואידיות שונה, שיכולות להפוך את מספר השיניים המינימלי על ציר ההילוכים ל-6, ובכך להשיג יחס העברה גדול כאשר מספר השיניים בגלגל אינו גדול מדי, מה שמועיל ביותר להקטנת קוטר המרכז ולשעונים בתדירות גבוהה. יעילות ההעברה גבוהה יחסית, ומגיעה בדרך כלל לכ-95 אחוזים. בשל הגודל הקטן של תנועת השעון, האנרגיה האצורה במכלול גלגלי הקסטה אינה גדולה. אם אובדן האנרגיה גדול מדי, זה ישפיע ישירות על איכות שמירת הזמן של השעון. הוא רגיש מאוד לשגיאות עיבוד. לדוגמה, שגיאת צורת שן ושגיאת מרחק מרכז יכולים לגרום לשינויים במאפייני הרשת. מכיוון שצורת השן שלו נקבעת על ידי זוג גלגלי שיניים ומודולים מתערבבים, מספר השיניים והמודולים שונים, וגם הכיריים וחותכי הכרסום בשימוש שונים.

הקומפוזיציה מאוד פשוטה. לשעונים שוויצרים יש מעט חלקים יחסית, המורכבים בעיקר מגלגלי מילוט, רכיבי מזלג מילוט (כולל מזלג מילוט, נעל פנימה, נעל החוצה, סיכת מזלג, גל מזלג), רכיבי דיסק כפול (דיסק כפול, פין דיסק) ופיני גבול על לוחית מהדק ראשי. עם זאת, חלק מהשעונים אינם משתמשים בפינים מגבילים, אלא טוחנים שני בוסים ישירות לתוך לוחית ההידוק הראשית או המזלג כדי להגביל את המיקום. אחרים משתמשים במסמר הבולט ממרכיב מזלג המילוט כדי להחדיר אותו לחור בצלחת המהדק הראשית כדי להגביל את מיקומו על שני קירות החור. סוג זה של מנגנון בריחה נקרא מנגנון בריחה מסוג נעלי מזלג, הנחלק לשני סוגים: סוג מזלג ישר וסוג מזלג צד. הראשון הוא שחור פיר גלגל המילוט, חור פיר המזלג, וחור פיר הנדנדה נמצאים בקו אחד; האחרון הוא שלקווים המחברים של שלושת החורים הללו יש זווית מסוימת. למרות ששתי הצורות שונות, הרכבן ועקרון העבודה שלהן זהים. משמש בעיקר בשעונים בדרגה בינונית וגבוהה.

מערכת קפיצי השיער הציקלואידית היא החלק שמייצר תדר רטט יציב. שני חלקים אלו מחוברים באופן אורגני באמצעות רכבת הילוכים ומנגנון מילוט, מהווים את עמוד השדרה של תנועת השעון. הרטט של מכלול קפיצי השיער הציקלואידי צורך כמות מסוימת של אנרגיה, אשר מתווספת על ידי מערכת ההנעה הראשית. היצע גדול, תנופה גדולה של מכלול קפיצי השיער של גלגל הנדנדה; להיפך, אם אספקת האנרגיה קטנה, זווית התנופה של מכלול קפיצי השיער של גלגל התנופה קטנה, כלומר, משרעת התנופה קטנה. אם האנרגיה המסופקת נשמרת תמיד על ערך קבוע, זווית התנופה של מכלול קפיצי השיער של גלגל התנופה נשארת ללא שינוי, כלומר, משרעת התנופה נשארת ללא שינוי. למעשה, לא ייתכן שאספקת האנרגיה תישאר ללא שינוי. "מכיוון שהקפיץ ההדוק שמעל השעון המכני מספק את כוח המניע, המומנט יקטן ככל שהקפיץ ירפה. כמובן שגם האנרגיה שתסופק תקטן בהתאם". בנוסף, אנרגיה זו עוברת דרך מנגנון ההולכה והבריחה, ומאפייני ההתערבות של תיבת ההילוכים, מאפייני הפעולה, יעילות ההולכה ויעילות מנגנון הבריחה של מנגנון הבריחה משתנים כל הזמן. לכן, הנדנדה של מכלול קפיצי השיער משתנה בזמנים שונים. אם נמדד עם מד תנופה או מקליט תנופה, הערכים המוצגים משתנים כל הזמן, בדרך כלל לוקחים את הערך המקסימלי בתוך פרק זמן מסוים. הממוצע של ערכי המינימום מייצג את התנופה לאורך פרק הזמן.