Quizás el reloj despertador mecánico ya no sea tan popular como alguna vez lo fue pero permanece como una obra maestra del diseño y la elegancia. En el exterior, se pueden observar manecillas tanto para la hora como para los minutos y en algunas veces hasta para los segundos. Estas manecillas se deslizan alrededor de la carátula del reloj, la cual está marcada con los números y las indicaciones que permiten a la persona conocer la hora con base en las direcciones que apuntan las manecillas.
Un resorte interior que está ajustado con una llave de cuerda es lo que da energía al reloj mecánico. Un resorte más pequeño es lo que le da energía a la alarma del reloj. Los resortes están unidos a las ruedas dentro del reloj que hacen girar un eje.
Un engrane especial con dientes está unido al mismo eje que los resortes. Esto evita que las ruedas, las cuales funcionan mediante los resortes giren libremente, den vueltas muy rápido, desarrollándose completamente y deteniendo el reloj. Un dispositivo parecido a un péndulo está puesto en el engrane y se balancea de un lado a otro permitiéndole al engrane mover un diente a la vez conforme se balancea y emite el sonido de “tic, tac” a cada movimiento.
Diferentes engranes dentro del reloj mecánico son los responsables de mover las manecillas alrededor de la carátula del reloj conforme el resorte se desenreda lentamente dentro de éste, por lo general le toma un tiempo de entre 35 y 45 horas. Una vez que el resorte se ha desarrollado, se debe girar la llave para apretar el resorte nuevamente y hacer que el reloj siga funcionando.
El resorte más pequeño dentro del despertador mecánico no se mueve todo el tiempo. Al contrario, permanece enrollado y listo para ser accionado hasta una hora específica que haya sido programada por una persona. Cuando esa hora llega, un seguro en el disco del reloj cae en una ranura del engrane de la alarma, el cual causa que el engrane se mueva y el resorte comience a desenrollarse. Este resorte se desenrolla rápidamente, haciendo que la palanca de la alarma se mueva de un lado a otro. La palanca crea un sonido de vibración conforme se mueve, el cual es frecuentemente acentuado por un par de campanas en el reloj mecánico que suenan cuando el reloj vibra. Esto crea el sonido de alarma que todos reconocemos.