時針式噴灌機是一種移動式噴灌機，噴灌頭安裝在有輪子支撐的電鍍鋼管或鋁管上，圍繞一個中心旋轉，從中心樞軸輸送水，整個噴灌機噴灌面積形成一個圓。這種噴灌機械在美國使用的很普遍。 這種機械噴頭可以吊在鋼管上，只在植物上面噴撒，有的可以幾乎吊到地面上，直接在植物之間的地面上噴灑，因此可以節約由于蒸發損失的水。 時針式噴灌系統的供水系統布置在噴灌田塊中心，裝有噴頭的支管支承在間距為25-70m、可以自動行走的桁架上，高出地面2-3m。工作時支管像時針一樣不斷圍繞中心點旋轉，同時進行噴灑。常用的支管長400-500m，轉一圈需2-20d，可灌源50-70hm2。這種系統的優點是機械化和自動化程度高，可以不需手工操作而長期連續運行，灌溉效率高，且支管上可以裝很多噴頭，互相重疊噴灑，從而提高了灌水均勻度。此外受風力影響小，適用于微起伏的地形。其缺點是灌溉面積為圓形，有些地角灑不上水。為了克服這一缺點，可在支管末端連接一根可自動伸縮的角臂，用于噴灌主機頭噴不到的地角。時針式噴灌系統結構復雜，技術要求嚴格，操作管理人員必須具備一定的專業知識。

灌溉面積是一個圓形，因此在每個圓形之間的空檔不能被灌溉利用，只適合在耕地面積充分的地區使用。

時針式噴灌機的旋轉可以由水力推動，也可以由電機推動，目前大多數都使用電機。