众所周知，北京城自元代建城起，便形成了以中轴线为对称的发展格局。到明清时期，北京城的中轴线南起永定门，北至钟鼓楼，直线距离长约7.8公里。
永定门始建于明嘉靖三十二年(1553年)，寓意为"永远安定"。是明清北京外城城墙的正门，也是从南部出入京城的通衢要道。
钟鼓楼始建于元代至元九年(即公元1272年)，当时钟鼓楼的位置处于在大都城(即今北京)的中心，后毁于火，元成宗大德元年(公元1297年)重建之后又毁于火。明永乐十八年(公元1420年)重建钟鼓楼，并确立了其位于都城南北中轴线北端的地位。钟鼓楼除了作为彰显皇帝的丰功伟绩及皇权的象征意义之外，其另一个重要作用就是为皇家及全城的百姓准确报时。
在古代，鼓楼定更击鼓、钟楼撞钟报时极有规律。古人将黑夜分为五更，每更次为一个时辰，即现代的两个小时。清代乾隆之前的击鼓后敲钟报时方法较为繁复，乾隆后将其简化为只在夜里报两次更，每晚定更时分(即一更，19点-21点)和亮更时分(即五更，3点-5点)先击鼓后撞钟。定更时钟声响起，守城门军兵关城门，阻断城里与城外的交通；亮更时钟声响起开城门，通衢开市，这就是所谓的“晨钟暮鼓”。击鼓和敲钟的方法相同，俗称：“紧十八，慢十八，不紧不慢又十八。如此两遍，共108下。”古人用108声代表一年，一年有12个月，24节气，72侯(古人把五天称为一侯，六侯为一月，一年七十二侯)，这些数字相加为108。
鼓楼二层大厅有更鼓25面，1面大鼓(代表一年)，24面群鼓(代表二十四个节气)。仅存一面残破的主鼓为清朝末年使用，牛皮鼓面上的划痕是八国联军入侵北京城时刺刀所划。现有25面更鼓是根据清朝嘉庆年间尺寸仿制的。
而在鼓楼以北约100多米处有一座钟楼，钟楼的正中立有八角形的钟架，悬挂“大明永乐吉日”铸的大铜钟一口。钟高7.02米，直径3.4米，重63吨，是中国现存体量最大、分量最重的古代铜钟，有“钟王”之称。它的钟声悠远绵长，圆润洪亮，在过去北京城尚无高大建筑的时代，可以传播数十里远。
那么，古人又是怎么准确确定具体几更天的时辰的呢？这就涉及到了古人的计时方法。在鼓楼二层展出了一些古代用来计时的器具，如碑漏、铜刻漏及各种时辰香等。
据史料记载，鼓楼上的铜刻漏为宋朝年间制造并相传下来，后辗转遗失。现在鼓楼内陈列的铜刻漏是钟鼓楼文物保管所与苏州古代天文计时仪器研究所成功研究仿制的。
这是一个多级滴漏，共分四级漏壶。由上至下分别是:天池、平水、万分、收水。水从最上面天池壶慢慢地一级一级往下面流。最下面的受水壶上有一个铜尺，上面刻着十二时辰。铜尺前方有一把漂浮的木箭。随着受水壶内水位的上升，木箭慢慢上移，可对准标尺读出此刻的时辰。旁边有一铙神，通过机械连动装置，每隔15分钟触发铙神，击铙八次报时，每天误差仅在20秒左右。
其实，在中国古代有两套时间系统。除了我们熟知的十二时辰，还有一个便是与世界各国不同的百刻制。所谓百刻制，就是将一昼夜（24小时）均匀地分成100等份。也就是将一整天分为100刻，一刻就是24分钟。
到了清代，西方天文学传入中国，清代认识到中国的传统计时时间有较大误差，应当向西方的时间靠拢。于是把100刻缩短成为96刻，每刻15分钟，恰好与一个时辰8刻相匹配。一刻钟等于15分钟就是这么来的。