Heiluri on suhteellisen pitkä, ohut puusta tai metallista valmistettu sauva, joka päättyy kiekkoon. Heilurikellon varhaisissa versioissa levy painoi heiluritankoa sen liikkuessa puolelta toiselle. Pakovaihde, joka muutti vaihteen liikkeen heilurin heilahdukseksi, antoi energian siirtyä heiluriin kitkan voittamiseksi, jotta se voisi jatkaa heilumista. Myöhemmät versiot heilurikellosta saivat virtaa jousista ja lopulta paristoista.
Galileon ansioksi sanotaan, että hän keksi heilurin käsitteen ajan mittausvälineeksi, koska hän on tutkinut sen liikettä jo vuonna 1582. Vaikka hän teki suunnittelusuunnitelmat heilurikellolle, Galileo kuoli vuonna 1642 ennen kuin hän pystyi rakentamaan sellaisen. Hollantilainen matemaatikko ja tähtitieteilijä Christiaan Huygens on mies, joka todellakin on ansioitunut heilurikellon keksimiseen vuonna 1656.
Huygensin aikaisin heilurikello mittasi aikaa alle minuutin virheellä vuorokaudessa. Myöhemmillä malleilla hän pystyi vähentämään virheen alle 10 sekuntiin. Vuonna 1721 George Graham lisäsi heilurikellon tarkkuutta vähentämällä virheen yhteen sekuntiin päivässä. Hän saavutti tämän tekemällä säätöjä heiluritangon pituuden muutoksille, jotka aiheutuivat lämpötilan vaihteluista.
Siegmund Riefler ja WH Shortt lisäsivät heilurikellon tarkkuutta entisestään. Rieflerin kellot, jotka käyttivät hänen vuonna 1889 parantamaansa pakoa, tulivat laajalti käyttöön tähtitieteellisissä observatorioissa, ja ne olivat tarkkoja sekunnin sadasosaan vuorokaudessa. Vuonna 1921 esitelty Shortt-kello toimi kahden heilurin orja- ja isäntäperiaatteella ja korvasi Rieflerin kellon observatorioiden valinnaisena kellona.
Kvartsikellotekniikka otettiin käyttöön 1920-luvulla, ja siitä tuli seuraavien vuosikymmenten ajankäytön standardi. Heilurikellosta tuli keräilyesineen asema sekä antiikkisessa että nykyaikaisemmassa muodossaan. Kolme yleistä heilurikellotyyppiä, jotka saattavat esiintyä kokoelmassa, ovat käkikello, isoisäkello ja mantelikello. Käkikelloissa ja isoisäkelloissa heiluri heilahtaa tyypillisesti kahdesti sekunnissa ja kerran kahdessa sekunnissa.