测量时间的基本工具

日晷、沙漏、钟摆

人们最早选定的时间标准是以地球对太阳公转与自转为基础的，称为世界时。它规定一个平均太阳日的86400分之一为1秒，即天文秒。后来发现，地球自转速率并不均匀，它的精确程度约3年差一秒。经过长期观测修改后产生了运行更均匀的历书时，其精确度是30年差一秒。
1967年第十三届国际计量大会通过新的原子秒的定义：“秒是以铯-l33，原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的9 192 631 770个周期的持续时间。”原子时的时刻起点为1958年1月1日0时。
国际原子时的稳定性是由分布于世界各地、隶属于几十多个国家的数十家实验室的原子钟定期比对来保证的。这些原子钟的比对是通过罗兰-C系统、GPS系统、卫星双向系统进行的。比对的不确定度根据比对方法的不同而不同，但都小于0.1微秒。