Harrison a travaillé pendant plus de quarante ans sur la conception et le perfectionnement de ses chronomètres. Son premier modèle, connu sous le nom de "H1", était encore trop imprécis pour être utilisé à bord des navires. Il a ensuite construit plusieurs autres chronomètres, dont le modèle H4, qui fut finalement accepté par la Royal Society et utilisé en mer lors d'un voyage mené par Edward Vernon entre l'Angleterre et la Jamaïque en 1736. Ce voyage a permis de prouver que les chronomètres de Harrison étaient capables de déterminer la longitude avec une précision acceptable.
En 1740, la Royal Society a commandé à Harrison un nouveau modèle de chronomètre marin pour être utilisé lors d'un voyage de circumnavigation mené par James Cook entre 1768 et 1771. Ce modèle, connu sous le nom de "H5", est considéré comme la pièce maîtresse de l'œuvre de Harrison. La Royal Navy a également commandé des chronomètres à Harrison, qui ont été utilisés pendant plusieurs années pour déterminer la longitude lors des voyages en mer.
En 1773, John Harrison a reçu une récompense de 20 000 £ par le gouvernement britannique en reconnaissance du travail qu'il avait accompli sur les chronomètres marins. Cependant, il ne s'est jamais vraiment contenté de cette récompense car il pensait que la somme devait être plus élevée et que son travail n'avait pas été suffisamment reconnu par la société.
Aujourd'hui, John Harrison est considéré comme un des inventeurs les plus importants de l'histoire de la navigation maritime, car sa invention du chronomètre marin a permis aux navigateurs de déterminer leur position à bord des navires avec une précision suffisamment grande pour permettre de naviguer en toute sécurité et de faciliter les voyages en mer.