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原子时是利用原子之能阶转换时所产生之电磁波振荡所定之时间，简称为AT。在1967年巴黎所举行的第13届国际度量衡委员会议决议，其对国际标准秒（Slsceond）之定义系根据美国海军天文观测所（Naval Observatory）和英国国家物理实验室（National Physical Laboratory）联合实验结果发现，铯（Cs）在零磁场中固定之能阶转换辐射是每星历秒有9,192,631,770个整周波，换言之，每一原子秒等于一个星历秒。
其原理是利用铯（Cs133）原子所放射的波频率（9,192,631,770）以控制石英晶体之振荡而依序地驱动时钟。因此，不同的原子钟有其自己间系统。除子铯（Cs）原子外，其他还有氢（H）原子，铷（Rb）原子等。