Прежде всего был необходим инструмент, который мог с высокой точностью определять длительность плавания от пункта отправления, несмотря на морскую качку, колебания влажности и температуры. «Такие часы пока еще не созданы», — заявил Исаак Ньютон в 1714 году членам специального Совета по определению долготы при британском правительстве.
В самом деле, хронометры XVII и начала XVIII века были довольно грубыми устройствами, которые могли спешить или отставать на 15 минут в день. С другой стороны, хороший морской хронометр может дать такое же расхождение лишь после нескольких лет работы.
Лишь в 1720-х годах талантливый английский часовщик Джон Харрисон приступил к работе над первой разработкой, которая привела к изготовлению такого хронометра. Его целью было выиграть приз в 20 000 фунтов стерлингов, предложенный Советом по определению долготы «изобретателю любого прибора, который позволит определить долготу местонахождения судна с погрешностью до 30 морских миль после шестинедельного плавания». Хронометр, способный справиться с такой задачей, должен был спешить или отставать не более чем на три секунды в день. Потратив почти сорок лет на изготовление и тестирование нескольких прототипов, Харрисон смог удовлетворить эти требования. В 1761 году его изящный «хронометр № 4» покинул Британию на борту судна Ее Величества «Дептфорд», отправлявшегося на Ямайку в сопровождении сына Харрисона по имени Уильям. Через девять дней плавания Уильям, рассчитавший долготу с помощью хронометра, сообщил капитану, что на следующее утро они увидят остров Мадейра. Капитан поставил пять против одного на то, что он ошибается, но согласился держать прежний курс. Уильям выиграл пари. Два месяца спустя на Ямайке было установлено, что хронометр отстал всего лишь на пять секунд.
Харрисон превзошел требования, установленные Советом по определению долготы. Однако из-за бюрократических проволочек в британском правительстве он получил премиальные 20 000 фунтов лишь в 1776 году, за три года до своей смерти. Разумеется, он раскрыл секрет конструкции своего инструмента только после того, как взял в руки деньги. В результате такой задержки капитан Джеймс Кук был лишен хронометра во время своего первого плавания 1768 года. Только в третьем плавании (1778–1779) он смог с впечатляющей точностью составить карту Тихого океана, с указанием не только широты, но и точной долготы каждого острова и побережья. С тех пор «благодаря стараниям Кука и хронометру Харрисона… ни один штурман не имел оправдания за неспособность найти остров в Тихом океане или за крушение своего судна на неизвестно откуда взявшейся прибрежной отмели».