Den Automatikaufzug gab es schon bei Taschenuhren. So experimentierte bereits Abraham Louis Breguet erfolgreich damit, Uhrwerke mit einem automatischen Aufzug, einem sogenannten Selbstaufzug zu versehen. Aber erst mit der Armbanduhr kam die Sache im Wortsinn in Schwung. Die Rolex Oyster Perpetual aus dem Jahr 1931 gilt als erste funktionsfähige Automatikarmbanduhr. Seither ersparen diese Modelle, am Arm getragen, ihrem Besitzer das Aufziehen.

Bei einem Automatikaufzug nutzt ein Rotor im Inneren der Uhr das Trägheitsmoment. Da er meist nur halbkreisförmig ist, liegt sein Schwerpunkt nicht im Zentrum. Liegt die Drehbewegung der Uhr in der Achse des Rotor, wird dieser durch das Trägheitsmoment in Schwung versetzt. (Darum funktionieren Automatikuhren auch in der Schwerelosigkeit). Aus dieser Bewegung zieht er die Energie, die vom Federhaus der Uhr gespeichert wird. Eine Rutschkupplung verhindert, dass die Feder überspannt wird. Viele Automatikwerke haben die Möglichkeit, auch per Hand aufgezogen zu werden. Dabei sind bei Standardkalibern meist rund vierzig Umdrehungen der Krone notwendig, um den Vollaufzug herzustellen. Wird die Uhr nicht am Arm getragen, läuft die Uhr nach Vollaufzug meist noch knapp zwei Tage, bis diese Energie erschöpft ist. Das ist die sogenannte Gangautonomie. Es gibt auch Uhren mit zwei oder mehreren Federhäusern, die parallel oder in Serie geschaltet sind. Sie erreichen dementsprechend eine höhere Gangautonomie. Diese wird oft mittels einer Gangreserveanzeige visualisiert. Rekordhalter ist die Lange 31 von A. Lange & Söhne mit einer Gangautonomie von 31 Tagen – diese hat jedoch einen Handaufzug.