一端为轴心的多支点工作支管，象时针一样绕中心轴旋转喷洒的大型自走式喷灌机。又称中心支轴式喷灌机或圆形喷灌机，时针式喷灌机的突出优点是机械化、自动化程度高，用工少，且灌水均匀，受风影响小。如果采用向下喷洒的折射式喷头，更可减少有风时的漂移损失，提高喷洒水的有效利用率。因此是美、苏等国70年代以来发展的重点。其主要缺点是耗能大，灌溉地块内不得有树木和建筑物，且灌溉地的四角喷洒不到。虽可采用角臂等喷洒装置补救，但结构复杂，造价高，且机组体形庞大，不便装拆，常年露天放置，在非灌溉季节成为进行农业活动的障碍。

时针式喷灌机由固定的中心支轴、薄壁金属支管和喷头、支撑工作管的桁架或悬挂拉索、塔架、行走机构及同步系统等组成。可配带动力水泵从水井吸水或通过给水栓用压力管道供水。工作时，压力水由支轴下端进入，经支管和喷头喷洒到田间。与此同时，驱动行走机构，使支管绕中心支轴缓慢转动。

时针式喷灌机的支管长度一般在400米左右，有的可长达800米。一台喷灌机覆盖的灌溉面积，多数控制在700～800亩左右。支管直径常采用125～200毫米的薄壁镀锌钢管或铝合金管，节长5～10米，离地面高2～3米，塔架间距25～80米。时针式喷灌机工作时靠同步系统控制各塔架的驱动机构，使塔架向前转动，在转动时使支管基本保持一条直线。时针式喷灌机的驱动方式有水力驱动、电力驱动、油压驱动、压缩空气驱动和机械或钢索驱动等。以前两种驱动方式，使用最广泛。时针式喷灌机可整机用拖拉机直线拖移至另一地块使用，以提高设备利用率，降低单位面积的投资。为拖移机组用的田间道路宽约6米以上。