Le principe du cadran solaire repose sur la projection de l’ombre d’une tige (appelée style) sur un support gradué. Le Soleil effectuant une révolution apparente toutes les 24 heures (c’est évidemment la Terre qui tourne sur elle-même), il est possible de mesurer l'angle horaire du Soleil et de retrouver l’heure solaire vraie, et par le biais de corrections, l’heure légale.

Il est possible de construire des cadrans sur tout type de support plan ou non. Les cadrans non plans sont assez rares et très difficiles à construire. Les cadrans plans sont aussi variés que l’orientation et l’inclinaison du support. Les plus courants sont les cadrans horizontaux (placés souvent sur des colonnes dans les jardins) et les cadrans verticaux méridionaux (à la façade des maisons et églises).

La science des cadrans solaires s'appelle la gnomonique, à ne pas confondre avec la gnomique en dépit de leur étymologie commune.

Un cadran comporte des lignes et des inscriptions caractéristiques qui ont un sens précis. Voyons cela sur un exemple de cadran vertical méridional :

• Les lignes droites sont appelées les lignes horaires. Elles permettent de connaître l'heure à partir de l'ombre du style. Certaines lignes donnent l'heure pleine (1), la demi-heure (2) ou le quart d'heure (3) ou même toutes les cinq minutes.
  
• Le style est formé de deux parties : le style droit planté en A et le style polaire planté en B. La ligne passant par ces deux points s'appelle la ligne sous-stylaire (5).
  La ligne horaire correspondant au midi solaire est la droite de plus grande pente (6). Elle correspond à l'intersection du méridien du lieu avec la table du cadran.
  
• Selon la saison, l'ombre est plus ou moins longue et éloignée du point B, en fonction de la déclinaison du soleil. On repère les moments remarquables comme les solstices (7) et les équinoxes (8). Les autres courbes intermédiaires sont les courbes de déclinaison.
  
  Au delà de l’aspect mesure du temps (qui de toute façon ne peut pas lutter face aux montres modernes), le cadran solaire doit se caractériser par un graphisme et une décoration originale. Le cadran égaye les façades et les jardins et certains cadrans sont de véritables œuvres d’art.
  La devise associée au cadran lui donne sa personnalité. Sur les cadrans modernes, elle est moins souvent en latin mais toujours empreinte de philosophie. Elle peut être tirée d’une œuvre littéraire ou former une maxime sentencieuse.
  Les cadrans verticaux sont souvent peints sur les façades. La région du sud des Alpes en fourmille, dont certains sont très bien conservés ou restaurés. La technique doit être sûre pour résister aux outrages du temps. Plus aisé à réaliser, le cadran sur bois ou sur métal a l’avantage de pouvoir être préparé dans un autre lieu que son lieu d’installation.
  Quoi qu’il en soit, le cadran solaire est source de plaisirs artistiques, scientifiques et historiques. Le logiciel freeware "Shadows" est là pour prendre en charge l’aspect mathématique et vous permettre de vous concentrer sur l’aspect artistique.