垂直式日晷的原理是基於一天中不同時間段內，太陽光照射物體所產生的影子長度和方向的變化。具體來說：
影子的長短變化：在一天中，早晨的影子最長，隨著時間的推移，影子逐漸變短，到了中午時分，影子長度達到最小，然後再次變長。
影子的方向變化：由於地球自轉軸相對於太陽的傾斜，太陽光在不同時間照射物體時，影子的方向也會發生變化。例如，在北半球，早晨的影子在西方，中午在北方，傍晚在東方。
計時方法：日晷通過觀察晷針（垂直穿過圓盤的指針）上影子的位置變化來計時。晷針的上端指向北天極，下端指向南天極，因此影子隨時間從西向東移動，類似於現代鐘錶的指針。
日晷的缺點是它依賴於陽光，因此在陰天或晚上無法使用。儘管如此，日晷在古代是一種非常精確的時間測量工具，能夠顯示一天之內的時刻、節氣和月份。製作簡單的日晷模型可以幫助理解日晷的工作原理，但真正的日晷需要更深入的天文學知識來製作和使用。