Se denomina tiempo atómico al tiempo medido por un reloj atómico. En 1949 se puso en funcionamiento el primer reloj atómico basado en la frecuencia de resonancia de la molécula de amoniaco, pero no era más preciso que un reloj con oscilador de cuarzo. En los años 1950 apareció el primer reloj de haz de cesio; en 1958 se empezó a usar para medir el tiempo de forma experimental, y en 1960 se instaló el primer máser de hidrógeno. La exactitud de los nuevos relojes es del orden del microsegundo por año.