由原子鐘（見天文時計）導出的時間，簡稱AT。它是以物質內部原子運動的特徵為基礎的。由於世界時存在不均勻性和曆書時的測定精度低，自1967年起，原子時已取代曆書時作為基本的時間計量系統。
原子時秒長 原子時計量的基本單位。原子時秒長的定義是：銫原子基態的兩個超精細能級間在零磁場下躍遷輻射9，192，631，770周所持續的時間。1967年第十三屆國際計量委員會決定，把在海平面面上實現的上述原子時秒，規定為國際單位制時間單位。從此，時間計量標準便正式由天文學的宏觀領域過渡到瞭物理學的微觀領域。
原子時起點 國際時間局在六十年代初期建立原子時尺度時，將原子時起點定在1958年1月1日0時(UT)，即規定在這一瞬間原子時與世界時重合。但事後發現，在這一瞬間原子時與世界時相差0.0039秒，這一差值作為歷史事實被保留下來。後來國際計量委員會正式規定瞭這一原子時起點。由於地球自轉速度的不均勻性，近二十年來，世界時每年比原子時大約慢1秒。在確定原子時起點以後，二者之間的時差逐年積累，到1979年已達18秒之多。
地方原子時 根據原子時的定義，任何原子鐘在確定起始歷元後，都可以提供原子時。由各個實驗室用足夠精確的銫原子鐘導出的原子時稱為地方原子時。建立地方原子時常用的方法有：①用實驗室大型標準銫原子鐘定期校準連續運轉的次級標準（例如石英鐘、銣原子鐘）；②用較多的（一般為四臺以上）商品銫原子鐘導出原子時；③用實驗室大型銫標準原子鐘定期校準商品銫原子鐘；④由連續工作的實驗室大型銫標準原子鐘直接導出原子時。目前，全世界大約有20多個國傢分別建立瞭各自獨立的地方原子時。
國際原子時 不同的地方原子時之間存在著差異。全世界大約有100臺原子鐘通過各種方法互相進行對比，再由國際時間局進行數據處理，求出全世界統一的原子時，稱為國際原子時（簡稱IAT）。近年來利用大型標準銫原子鐘對國際原子時的長期穩定性進行測量，發現秒長比國際單位制時間單位的定義值短瞭1×10-12，因而在1977年1月1日0時0分0秒對國際原子時秒長作瞭1×10-12調整，以使國際原子時秒長與國際單位制時間單位相一致。
宇宙學效應問題 在規定原子時的時候，充分考慮瞭它與歷書時的一致性。但是，按照近年來提出的某些宇宙學理論，引力常數隨時間緩慢減小，大約每年減小1×10-10或1×10-11（見物理常數的變化）。如果這種減小是真實的，則歷書時將不是均勻的，歷書時和原子時的差值也將相應地緩慢變動。不過，至今尚未發現這種長期變化。