Antes de 1883 a medição das horas era feita de acordo com a passagem do sol pelo meridiano local. Quando as estradas de ferro começaram a operar, a definição dos horários das diversas companhias tornou-se crítica porque cada cidade possuía uma hora de referência diferente, o que obrigava os viajantes a acertarem constantemente os seus relógios assim que chegavam a uma nova localidade.
Isso gerava grandes confusões porque como cada localidade cuidava do seu próprio sistema de marcação do tempo, resultava daí que nos Estados Unidos, por exemplo, quando em Washington eram 12 horas, em Boston os relógios registravam 12:24. No Brasil, enquanto a capital federal, então instalada no Rio de Janeiro, alcançava 12 horas, em Recife eram 12:33, e em Porto Alegre, 11:28.
Para resolver esse problema o astrônomo inglês John Herchel sugeriu em 1828 a criação de um sistema no qual todos os relógios de uma determinada região marcassem a mesma hora, devendo essa área ser bem mais extensa que a de uma única cidade. A idéia não prosperou de imediato, mas em 1869, como os comboios ferroviários nos Estados Unidos percorriam grandes distâncias, e em razão disso a definição de horários pelas empresas tornava-se crítica porque cada uma das mais de 300 paradas obedecia a uma hora de referência diferente, foi proposta a padronização de horas por grupos de localidades, como forma de garantir a eficiência dos serviços prestados pelas estradas de ferro.
Dessa forma, muitas empresas americanas que atuavam na área de transporte decidiram fixar cerca de cem fusos das estradas de ferro, sistema aproveitado com tanto sucesso pelo engenheiro chefe das ferrovias canadenses, Sandford Fleming (1827-1915), que em 1878 ele recomendou a adoção dessa prática no mundo inteiro, a partir do meridiano que passava pelo Observatório Astronômico Real de Greenwich, na Inglaterra.
Após estudar o movimento da Terra em conjunção com a contagem do tempo civil, ele recomendou a divisão do planeta em 24 faixas verticais, cada uma representando um fuso de uma hora. Como o planeta tem 360° de circunferência, cada faixa teria uma largura de 15° longitudinais. Esse trabalho foi publicado em 1879 no Journal of the Canadian Institute of Toronto, e ao tomar conhecimento dele, W.S. Allen, editor do Traveler's Official Guidde (Guia Oficial do Viajante) e secretário do General Time Convention, organização ligada à Estrada de Ferro da América do Norte, considerou que ela poderia ser adaptada aos horários de sua empresa.
A partir de 18 de novembro de 1883 as ferrovias americanas e canadenses começaram a adotar o sistema de fusos horários, reduzindo de 100 para 4 o número destes em solo americano. O resultado foi mais que satisfatório, pois cinco meses depois cerca de oitenta das cem principais cidades americanas já haviam aderido ao novo sistema de marcação das horas.
Na Grã-Bretanha, as empresa ferroviárias também se mostravam preocupadas com os problemas provocados pela existência de várias horas locais, e por isso decidiu-se adotar a idéia proposta por William Hyde Wollaston (1766-1828), que previa a criação de uma única hora legal para todo o país (Inglaterra, Escócia e País de Gales), medida pelo Observatório Real de Greenwich.
A primeira companhia a adotar a hora de Londres foi a Great Western Railway, em Novembro de 1840, mas outras empresas logo a imitaram, e por volta de 1847 quase todas usavam o Greenwich Mean Time (GMT) ou Tempo Médio de Greenwich. Em 1855, quase todos relógios públicos existentes na Grã-Bretanha já apresentavam a hora GMT.
No Brasil, a Câmara dos Deputados, por sua Comissão de Constituição e Justiça, aprovou em 06/09/1911 o parecer recomendando “ser de alta conveniência o estabelecimento da hora legal”, mencionando também o fato de que o Clube de Engenharia já havia concordado com o parecer do astrônomo Henrique Morize, diretor do Observatório Nacional, aprovando a possível adoção do sistema em nosso país, o que acabou sendo feito pela lei 2.784, de 18/06/1913.
Atualmente, pela Lei nº 11.662, de 24 de abril de 2008, a quantidade de fusos horários no Brasil (que era de quatro) foi diminuída para três: o fuso de 2 horas, sobre as ilhas oceânicas (Arquipélago de Fernando de Noronha e a Ilha de Trindade); o fuso de 3 horas, sobre as regiões Sul, Sudeste, Nordeste, os estados de Goiás, Tocantins, Pará e Amapá e o Distrito Federal; e o fuso: de 4 horas, sobre os estados de Mato Grosso, de Mato Grosso do Sul, Amazonas, Rondônia, Roraima e Acre.