Die bekannteste Form der Sonnenuhr ist ein Stab der einen Schatten auf ein Ziffernblatt wirft. Bei Sonnenschein und je nach Sonnenstand wandert der Schatten und zeigt kontinuierlich die Uhrzeit an.

Zeichnet man die Position der Sonne über das Jahr immer zur gleichen Uhrzeit auf, stellt man fest dass die Sonne sich scheinbar auf einem Pfad bewegt und damit nicht an derselben Stelle steht.

Dieser Pfad nennt sich das Analemma und stellt eine entartete Acht mit einer kleinen und einer großen Schleife dar. Die besondere Form des Analemmas kommt durch die Kombination der Bewegungen von Erde und Sonne zustande.

Durch die mathematische Beschreibung dieses Pfades lassen sich die Ziffernblätter der Sonnenuhren konstruieren.