Das bis um etwa 2000 gängigste Messgerät für die Sonnenscheindauer ist der Sonnenscheinautograph nach Campbell-Stokes. Bei diesem Gerät werden die Sonnenstrahlen durch eine kugelige Glaslinse gebündelt, sodass sie in einen dunklen, skalierten Papierstreifen eine Spur einbrennen. Aus der Länge dieser Brennspur lässt sich die Sonnenscheindauer bis auf eine zehntel Stunde genau ablesen. Die Streifen werden täglich gewechselt.
Heutzutage werden auch photoelektrische Sensoren für die Sonnenscheindauer-Messung eingesetzt. Die Sensoren messen die Sonnenscheindauer indirekt. Sie messen die Bestrahlungsstärke; wenn diese den international festgelegten Grenzwert von 120 W/m2 überschreitet, wird Sonnenschein angenommen und ein Signal ausgegeben.
Insgesamt nehmen in Deutschland u. a. rund 270 Stationen des Deutschen Wetterdienstes Sonnenscheinmessungen vor.
