L'embrayage est le point critique de toute l'architecture du chronomètre : c'est là que se décide si la trotteuse démarre proprement ou avec un saut, si le balancier perd de l'amplitude à l'enclenchement, si les roues s'usent prématurément. Il existe deux géométries principales, et le choix entre les deux est fonctionnel, non esthétique.
L'embrayage horizontal, aussi appelé latéral, est la solution historique. La roue du chronomètre s'engrène radialement sur la roue de commande : quand vous appuyez sur le bouton, les deux roues se touchent latéralement. Il est compact, relativement simple à construire et à réviser, ce qui explique qu'il ait survécu dans des calibres importants comme le Zenith El Primero. Le défaut est bien connu : au moment de l'enclenchement, la trotteuse peut faire un petit saut irrégulier, et il y a toujours un transfert de force latérale qui marque les dents des roues au fil du temps.
L'embrayage vertical fonctionne de manière concentrique sur le même axe. Quand le chronomètre est arrêté, les roues sont désaccouplées axialement ; au démarrage, le mécanisme descend et les surfaces s'accouplent par friction. Le résultat est que la trotteuse démarre sans scintillement, la perte d'amplitude du balancier est minimale et l'usure sur les flancs des dents est presque absente. La tradition attribue l'adoption industrielle de ce système à Seiko avec le calibre 6139 en 1969 ; aujourd'hui, on le trouve dans des calibres comme le MT5813 de Tudor et le TH20-00 de Carrera. Techniquement supérieur, mais plus délicat à démonter et régler.
Séparé de la géométrie d'enclenchement est la roue à colonnes, souvent citée aux côtés de l'embrayage vertical comme s'il s'agissait de la même chose. Ce n'est pas le cas. La roue à colonnes est le dispositif de commande qui marque les positions de démarrage, arrêt et remise à zéro ; elle peut fonctionner aussi bien avec un embrayage vertical qu'horizontal. Son alternative est le mécanisme à came, plus économique à produire et moins raffiné au toucher.
Il existe aussi l'embrayage horizontal utilisé en sens inverse, exploité pour réduire l'épaisseur du mouvement : le calibre A-500 d'Angelus en est un exemple récent, où la géométrie plate est un choix constructif conscient.
Une catégorie à part est le safety clutch du DUW 6101 de NOMOS : ici l'embrayage ne gouverne pas le chronomètre mais protège le mécanisme de date de la soi-disant zone dangereuse, en faisant glisser une roue par friction au lieu de transmettre la force à la roue de date. Même logique de désaccouplage, application complètement différente.
Dans le domaine de la résonance, Armin Strom utilise le terme clutch pour un ressort breveté en acier massif qui relie deux balanciers indépendants dans le calibre ARF21. Ce n'est pas un embrayage au sens traditionnel : c'est un coupleur élastique qui transfère des impulsions entre les deux oscillateurs jusqu'à les mettre en phase. Le nom est utilisé de manière étendue, mais la fonction est distincte.