世界上第一座原子钟建于1949年，位于美国的国家标准局（美国国家标准与技术研究所前身）。第一座准确的原子钟于1955年建造，位于英国国家物理实验室。1967年，第十三届国际度量衡会议采用铯133原子钟所发出特定波长的频率，作为秒的基准依据。将原子钟某特定波长所发出的光振动 9192631770 次所经过的时间，定义为一秒。原子钟相当稳定，不易受环境变化影响。
美国国家标准与技术研究所研究人员说，最新研制出的镱原子钟的精度达10的18次方，比此前最精确的原子钟提高了10倍的精度。这样的原子钟有望在要求有稳定时间信号的领域派上用场，包括互联网、金融系统还有导航定位系统等
