De facto müssen die Automatikuhren als eine Weiterentwicklung der mechanischen Uhren gewertet werden. Im Gegensatz zu den manuell aufziehbaren Zeitmessern verfügt das Uhrwerk eines Automatikgehäuses über das distinktive Merkmal eines Rotors. Um die Prinzipien der Trägheit einzuhalten - der Rotor als regulierende Instanz darf nicht leichter als die übrigen Zahnräder sein - wird das Drehmoment einer Automatikuhr in der Regel aus Platin, Gold oder Wolframkarbid hergestellt.

Die detaillierte Funktionsweise des Rotors lässt sich folgendermaßen schildern: Erst einmal muss man sich den Rotor als eine Art Diskusscheibe vergegenwärtigen, die immerwährend um sich selbst kreist. Mit Hilfe eines ausgetüftelten Räderwerks, welches direkt am Rotor anliegt, wird die Geschwindigkeit des Rotors jeweils immer dann gedrosselt, wenn die Spannkraft der antreibenden Feder nachlässt. Aufgrund dessen wird ein Kupplungsmechanismus an die zuständigen Zahnräder der Federkoordination freigesetzt und die energietragende Spirale zieht sich wieder zusammen. Damit der Rotor nicht aus seiner angedachten Nische springt, wird er von metallischen Kugeln fixiert. Neben dem gerade angesprochenen Rotorverfahren existiert auch die Methode mit der Pendelschwungmasse als obsolete Alternative. 

Im Rahmen der Rotortechnik für automatische Uhren unterscheidet man zwischen zwei Verfahren und zwar dem Remontoir-Prinzip und dem Exzenter. Während die Remontoir-Automatikuhr mit einem runden Rotor arbeitet, der sich um den Kreismittelpunkt dreht, verhält sich dies beim halbkreisförmigen Exzenter so, dass die Achse im Falle einer 180° - Drehung falsch justiert wäre. Aus diesem Grund eignet sich die Exzenter-Automatikuhr auch nicht für einen Einsatz im Weltraum.

Mit der Einführung der Armbanduhren mutierte die Automatikuhr zu einem Verkaufsschlager, denn als Zimmeruhr konnte sie sich in den damaligen Gemächern nicht so richtig durchsetzen. Die eigentliche Erfindung der Automatikuhr ist im Jahre 1778 dem belgischen Uhrmacher Hubert Sarton gelungen. Der Clou an der automatischen Armbanduhr ist, dass sie sich selbsttätig während des Tragens stellen kann.

Die Quarzuhr beruht auf piezo-elektrisch ausgelösten Schwingungen eines Quarzes. Dazu bedarf es einer Elektrozelle. Die Automatikuhr hingegen arbeitet regenerativ und benötigt keine zusätzlichen Energiequellen. Der gravierendste Nachteil einer Automatikuhr im Vergleich zu einer Quarzuhr besteht darin, dass die Automatikuhr bis zu 5 Sekunden pro Tag von der Echtzeit abweichen kann, während der Divergenzwert für die Quarzuhr bei maximal 0,3 Sek. / Tag liegt.