Lo sviluppo di orologi atomici nel corso del ventesimo secolo è stato fondamentale per molte delle tecnologie che impieghiamo ogni giorno. Senza gli orologi atomici molte delle innovazioni del XX secolo semplicemente non esisterebbero.

La comunicazione via satellite, il posizionamento globale, le reti di computer e persino Internet non sarebbero in grado di funzionare nel modo in cui siamo abituati se non fosse per gli orologi atomici e la loro ultra-precisione nel cronometraggio.

Gli orologi atomici sono cronometri incredibilmente accurati che non perdono un secondo in milioni di anni. In confronto, gli orologi digitali possono perdere un secondo ogni settimana e gli orologi meccanici più complicati e precisi perdono ancora più tempo.

La ragione per l'incredibile precisione di un orologio atomico è che si basa su un'oscillazione di un singolo atomo. Un'oscillazione è semplicemente una vibrazione a un particolare livello di energia nel caso della maggior parte degli orologi atomici che si basano sulla risonanza dell'atomo di cesio che oscilla esattamente a 9,192,631,770 volte al secondo.

Molte tecnologie ora fanno affidamento sugli orologi atomici per la loro precisione sfrenata. Il sistema di posizionamento globale è un ottimo esempio. I satelliti GPS hanno tutti a bordo un orologio atomico ed è questa informazione di temporizzazione che viene utilizzata per calcolare il posizionamento. Poiché i satelliti GPS comunicano usando le onde radio e viaggiano alla velocità della luce (180,000 miglia al secondo nel vuoto), piccole inesattezze nel tempo potrebbero rendere il posizionamento inaccurato di centinaia di miglia.

Un'altra applicazione che richiede l'uso di orologi atomici è nelle reti di computer. Quando i computer parlano tra di loro in tutto il mondo è assolutamente necessario che tutti usino la stessa fonte temporale. In caso contrario, le transazioni sensibili al fattore tempo come lo shopping su Internet, le prenotazioni online, la borsa e persino l'invio di una e-mail sarebbero quasi impossibili. Le e-mail sarebbero arrivate prima di essere inviate e lo stesso articolo su un sito di shopping su Internet potrebbe essere venduto a più di una persona.

Per questo motivo è stata sviluppata una scala cronologica globale denominata UTC (Coordinated Universal Time) basata sul tempo indicato dagli orologi atomici. UTC viene consegnato alle reti di computer tramite times server. La maggior parte dei server temporali utilizza NTP (protocollo di tempo di rete) per distribuire e sincronizzare le reti.

NTP time server può ricevere l'ora UTC da un certo numero di fonti più comunemente gli orologi atomici di bordo del sistema GPS possono essere usati come sorgente UTC da un server di tempo collegato ad un'antenna GPS.

Un altro metodo che è abbastanza comunemente usato da NTP ora del servers è utilizzare la trasmissione radio a onde lunghe trasmessa dai laboratori nazionali di fisica di diversi paesi. Sebbene non siano disponibili ovunque e siano piuttosto suscettibili alla topografia locale, le trasmissioni forniscono un metodo sicuro per ricevere la fonte temporale.

Se nessuno di questi metodi è disponibile, è possibile ricevere una sorgente di temporizzazione UTC da Internet, sebbene non siano garantite accuratezza e sicurezza.