หอนาฬิกาหลวงเดิม หรือที่มีพระนามว่า พระที่นั่งภูวดลทัศไนย สร้างขึ้นระหว่าง พ.ศ. 2395–2400 ภายในเขตพระบรมมหาราชวัง ในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว (รัชกาลที่ 4) หอนาฬิกานี้เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มสถาปัตยกรรมแบบตะวันตกที่เรียกว่า พระอภิเนาว์นิเวศน์ ซึ่งออกแบบและควบคุมการก่อสร้างโดยพระเจ้าบรมวงศ์เธอชุมสาย กรมขุนราชสีหวิกรม ขณะดำรงตำแหน่งเจ้ากรมช่างสิบหมู่ นับเป็นหนึ่งในกลุ่มสถาปัตยกรรมแบบตะวันตกยุคแรก ๆ ของสยาม ภายในหมู่อาคารนี้มีทั้งท้องพระโรงสำหรับรับรองแขกเมือง ห้องแสดงเครื่องราชบรรณาการ ห้องสมุด และหอสูงที่ติดตั้งนาฬิกาสี่ด้าน เพื่อให้ประชาชนที่สัญจรทางน้ำสามารถมองเห็นเวลาได้อย่างชัดเจน

ก่อนหน้าที่จะมีหอนาฬิกา การบอกเวลาในสยาม ใช้เสียงกลองในเวลากลางคืนและเสียงฆ้องในเวลากลางวัน หรือที่เรียกว่า “ทุ่ม–โมง” แต่ระบบนี้ไม่แม่นยำและถูกชาวตะวันตกที่เข้ามาในสยามมองว่าเป็นวิธีที่ล้าสมัย พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวจึงโปรดให้สร้างหอนาฬิกาหลวงขึ้นเพื่อปรับปรุงระบบการบอกเวลาให้ทันสมัย กลายเป็นสัญลักษณ์แห่งความก้าวหน้าที่มีความสูงเทียบเท่าสิ่งก่อสร้างสำคัญทางศาสนา และยังเป็นจุดเริ่มต้นของการใช้เวลามาตรฐานในกรุงเทพฯ หรือที่เรียกว่า “Bangkok Mean Time” เพื่อให้ผู้คนในเมืองรับรู้เวลาได้ตรงกัน

หอนาฬิกาหลวงยังเป็นที่มาของการจัดตั้งกรมนาฬิกาเป็นครั้งแรกในสยาม เพื่อกำกับดูแลและซ่อมบำรุงกลไกของนาฬิกา โดยส่งช่างไปศึกษาวิชาในต่างประเทศ ระบบการดูแลนาฬิกาในยุคนั้นเป็นการผสมผสานระหว่างความรู้ตะวันตกด้านดาราศาสตร์และกลไกเครื่องจักร เข้ากับความรู้ตะวันออกด้านโหราศาสตร์ โดยมี พระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมหมื่นอลงกฎกิจปรีชา เป็นผู้กำกับดูแล ต่อมา หอนาฬิกาหลวงเดิมได้ถูกรื้อถอนในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว (รัชกาลที่ 5) เนื่องจากตัวอาคารเกิดการทรุดตัว แม้รูปแบบทางสถาปัตยกรรมจะยังไม่สมบูรณ์ในมาตรฐานตะวันตก แต่หอนาฬิกานี้ก็ถือเป็นสัญลักษณ์แห่งความทันสมัย และเป็นภาพสะท้อนเจตนารมณ์ของสยามที่ต้องการแสดงถึงความศิวิไลซ์ทัดเทียมอารยประเทศในคริสต์ศตวรรษที่ 19

ภายหลัง เนื่องในโอกาสฉลองกรุงรัตนโกสินทร์ครบ 200 ปี พ.ศ. 2525 ได้มีการสร้าง หอนาฬิกาหลวง (จำลอง) ขึ้นบนถนนสนามไชย ตรงข้ามวัดโพธิ์ เพื่อรำลึกถึงหอนาฬิกาหลวงเดิม หอจำลองนี้สะท้อนรูปแบบของหอเดิม และทำหน้าที่เป็นอนุสรณ์แห่งความพยายามของสยามในการนำความรู้วิทยาศาสตร์และสถาปัตยกรรมตะวันตกมาปรับใช้ พร้อมคงเอกลักษณ์ทางวัฒนธรรมไทยไว้