Une horloge atomique dont la fréquence caractéristique de 9 192 631 770 cycles par seconde de l'atome de césium est utilisé pour déterminer l'intervalle de temps fondamentaux pour l'horloge. Parce que la seconde est définie par un accord international comme la longueur du temps nécessaire pour ce nombre de cycles de se produire, données par une horloge à césium fonctionnant dans les conditions spécifiées par la définition des intervalles de temps ont zéro erreur. Une horloge à césium est donc utilisée chaque fois que l'exactitude possible plu sur des intervalles de temps est nécessaire. Sur des intervalles courts, la fréquence peut cependant varier sensiblement et horloges avec une meilleure stabilité sur des intervalles courts peuvent être utilisés pour donner le temps au cours des intervalles. De césium horloges sont ensuite utilisés pour surveiller le temps sur des intervalles plus longs.