一、機械機芯
機械機芯的主要構成單元為發條盒、齒輪系、擒縱裝置與擺輪游絲，藉由發條釋放出的彈力，來推動齒輪系；並且由擒縱裝置與擺輪游絲作為調速裝置，將傳遞出來的能量仔細切分，讓齒輪系能穩定的轉動，進而達成精準計時的功能。由於此一構造方便好用，在石英機芯發表之前，是人類使用最廣泛的計時器。
現在機械錶重回主流市場，因此機械機芯的研發改良仍持續進行中，目前錶廠著重於擒縱裝置與各項材質的改良，藉以提升機械錶的精準度與耐用度。而機械機芯可簡單的分為兩大類，分別是手上鍊機芯與自動上鍊機芯：
A. 手上鍊機芯
以手指轉動龍頭為發條盒提供能量，是最傳統的上鍊模式，但由於一般大眾對於手上鍊錶款接受度頗低，因此現在主要是手錶玩家所購買。為了提高使用者的接受度，所以現在以發展多日鍊為主要潮流，或是附加動力儲存顯示功能。
B. 自動上鍊機芯
在手上鍊機芯上面加裝自動盤與上鍊系統，藉由手腕擺動造成自動盤的位移，提供上鍊的能量。由於自動上鍊機芯能夠時時刻刻提供能量，免去需要定時上鍊的束縛，因此廣受歡迎。現在自動上鍊機芯以改良或研發新型上鍊系統為第一要務。
二、石英機芯
在1969 年精工將石英機芯運用於腕錶之上，並將其實用化，此後即掀起石英錶革命。指針式石英機芯的結構主要可分為電池、石英震盪器、IC 積體電路板、步進馬達( 由線圈與磁車構成) 與齒輪系。其動作原理是：由電池提供電源給石英晶體，進而產生穩定的震盪訊號，傳遞到IC 積體電路板，接著由IC 積體電路板將震盪訊號轉化為每秒1Hz 的訊號，然後由步進馬達接收此一訊號，推動齒輪系，完成運轉。
石英機芯之所以受到歡迎，主要原因是精準度，因為機械機芯每天的誤差可由一兩秒到一分鐘都有可能，但是石英震盪器每秒鐘振盪訊號高達32768Hz，所以準確度自然提升許多，一般而言，石英機芯的準確度可控制在每個月15 到25 秒。現在石英機芯衍生的類型相當多，以下是簡略的介紹：
A. 數位式石英機芯
在石英錶推出之後，採用液晶數位顯示的石英錶也開始推出，由於顯示的資訊較指針式石英機芯多，因此也成為石英錶的另一項主流。與傳統的指針式石英機芯相比，數位式石英機芯少了步進馬達與齒輪系，直接由線路連接液晶螢幕來顯示時間。
B. 太陽能石英機芯
基本構造與石英機芯相同，但是電池的能量來自於光源。其原理是在手錶面盤下方，裝設一個太陽能面板，可將電能儲存於充電電池中，做為驅動機芯的電能；並且具有防止過度充電功能，避免過充而造成電池損壞。目前市面推出的產品，在完全充電後，可持續使用達一年之譜。
C. 人動電能石英錶
概念與太陽能石英機芯類似，也是使用可充電電池，但是能量來源與自動上鍊機芯相同，藉由手腕擺動使自動盤產生位移，並推動內置的微型發電馬達，產生電能儲存於充電電池中，提供機芯電力來源，目前充滿電能的電池可持續運作達6 個月。
D. 電波時計
石英機芯雖然已經十分精準，但是長久使用下來，仍會造成些許誤差；為了追求更佳的精準度，因此研發了電波時計( 一般時間是以石英錶模式運作)。其內部藏有一個電波接收器，能每天在夜間接收基地台發射出的標準時刻電波，自動校準時間。由於基地台使用精確的原子鐘，每十萬年才有一秒的誤差，因此較石英錶更為準確，目前在日本、德國、英國、美國以及中國都設有基地台，在有效範圍內都可接收訊號。
三、Spring Drive 機芯
在1998年精工發表了手上鍊的Spring Drive機芯，正式將這項已經研發二十餘年的作品公諸於世。精工在2004 年的瑞士Basel 錶展中，推出新款的Spring Drive自動上鍊機芯，對於一般人來說，自動上鍊的確更加實用。其運作原理是由發條盒推動輪系，輪系末端連接磁車線圈，產生電能給予石英震盪器及IC 積體電路板，同時傳遞出精準訊號，並經由IC 積體電路板以電磁煞車控制飛輪速度，達到與石英訊號相同的速度，使齒輪系精確穩定的運作。
歸類於第三類機芯的Spring Drive，解決了機械錶與石英錶所面對的問題，那就是準確度與電力問題。以往受限於擺輪與擒縱系統，機械錶很難獲得極佳的準確度，但是Spring Drive使用了石英震盪器，能有效的控制齒輪系轉動的速度，因此精確度可維持在每日正負一秒以內。另一方面使用發條盒裝置，可經由自然擺動或手上鍊補充能量，不會在重要時刻停止運作，此外也可減少廢棄電池的丟棄，是十分環保的設計。
