在发条发明之前，机械钟的运行需要依赖重力推动，现今使用重锤的机械钟仍采用相同的原理，此类设计是借由重锤往下掉的力量来带动走时轮系，搭配钟摆稳定的摆动控速，便可达到精准计时的效果。
无自动陀的朗格手动机械表与有自动陀的积家自动机械表
然而，这种结构无法缩小随身携带，直到1500年前后，发条的使用，才开启了怀表的序幕。早期怀表采用钥匙上链，在面盘或背面留有上链孔，插入相合的钥匙（上链器），就可以带动发条盒，进行上链。到了1842年Adrien Philippe（百达翡丽早期合伙人）发明了免钥匙上链系统，透过表冠即可上链，这项发明影响至今，表冠上链仍是主流。
手动上链机心机制
手动上链的结构并不复杂，基本上透过旋转表冠带动把头上的立轮，驱动小钢轮、大钢轮，进而带动大钢轮下方与之同轴的发条盒上链。当然随着机心的设计不同与历史的演变，会有稍微的变型，甚至发展成相当前卫的手动上链模式，但基本的原理都是相同的。
若从实用性的角度来看，上链的过程最好顺畅省力，零件应经久耐用，因此有些高端的机心将吉车的轮齿做成斜齿，在带动小钢轮时可以更为顺畅，例如百达翡丽的215机心与下面的真力时古董机心即属此类。另有些机心会把立轮与大小钢轮的轮齿做得较为粗壮，高档古怀表中甚至做成美观且不易断裂的狼牙齿，可惜在现代手表很少采用。
▲采用钥匙上链的怀表
面盘上的孔洞即为上链孔，高档的表款会在孔的周围套上金属环，以避免钥匙插入时损伤面盘。
1.表冠单向上链真力时135型机心（见下图）的表冠单向上链轮系排列属于标准形式，对照上链轮系图便可以清楚看出从表冠、立轮、小钢轮、大钢轮、发条盒的一连串作动，这就是基本的传动流程。其中需要特别说明的是立轮与离合轮间设有离合齿轮，以上链方向旋转表冠时，才能带动立轮转动；若以反方向上链，离合齿轮便会先跳脱后再复位，立轮则不动作，也就不会转动小钢轮。
在上述的基本结构上，随著机心空间配置的需要，可以在各轮系间加入一些中介齿轮，而发展出许多不同的轮系排列。另有些手表的表冠作成水平式设计，如2010年发表的香奈儿神祕逆行手表，主要的的差别是把立轮改成水平放置，轮系方面仍不脱上述的基本结构。
此外，视机心设计的需要，小钢轮也可以做成双层结构，如立轮与下层轮齿咬合，而上层轮齿与大钢轮咬合，上下层轮齿比例的不同，会影响上链的力道与时间，原理与脚踏车的前后变速系统相同。
▲ 示范机心-真力时135机心
大小钢轮十分明显，隐约还可看到与小钢轮垂直的立轮轮齿。大钢轮左侧为防逆转的止逆装置。
2.表冠双向上链表冠双向上链的设计则如积家的182型大自鸣机心，两个大钢轮分列小钢轮两侧，大钢轮底下各有一个发条盒，分别作为报时与走时动力之用；其把头上面取消离合齿轮，因此不管是顺时针或逆时针方向旋转，都可以带动立轮运作。
一般立轮直接与小钢轮咬合，此机心则在立轮与小钢轮间多了一个中介轮，稍有不同。不管从那一个方向上链，都只会有一边的大钢轮确实上链，另一边则是空转。其关键设计在于大钢轮内的特殊止逆装置，基本上此类大钢轮可以分成几个部份，中央钢轮（与发条轴心连动）、外侧钢轮以及与之连动的两个止逆装置；外侧钢轮及止逆装置可以和中央钢轮分开旋转：当止逆装置能勾住中央钢轮时，则同方向旋转，反之勾不住时，就相反方向各转各的。稍作观察可以发现两个大钢轮的中央钢轮与止逆装置的钩爪方向刚好相反，因此当表冠作不同方向旋转时，便可分别为两个发条盒上链。
