我们每天都在和時間打交道。日常生活中，我们只需精确到分即可。而在竞技比赛中，比如短跑比赛，往往需要精确到0.01秒；极速运动如F1赛车则需要精确到0.001秒（1毫秒）。然而，在一些科学研究领域，对時間精準度的要求要高得多，通常需要精確到千分之一秒，甚至百万分之一秒。有什么样的计時工具能满足這樣的要求呢？
目前，最精準的计时仪器是铯原子钟。科学家已经研制出可以连续运行600万年，累计误差小于1秒的铯原子钟。为什么铯能製作成这般精準的计时仪器呢？我们知道，地球自转一周是24小时，将每小时等分为3600份，就是1秒。因此，地球自转一周所需的时间的1/86400就是1秒钟。但是，地球自转速度并不稳定，有时快有时慢，这样定义的秒不符合一些科学实验的高精度要求。铯能够被选用作原子钟，是因为它是金属家族中最活泼的成员，也就是说它的核外电子跃迁能量较低，它发射出来的电磁波信号处于无线电的微波频谱范围内，并且恰好与广播卫星的发射频率相似，而目前人类制造这种频谱仪器的技术非常成熟。因此，科学家利用铯原子内部的电子在两个能级之间跃迁时辐射出来的电磁波作为标准，控制和校准电子振荡器，进而控制钟的运转。于是，人们利用铯原子的这些特性製作了一种新型钟——铯原子钟，并规定1秒就是铯原子从一个能级跃迁到另一个能级9192631770次所需要的时间。这就是迄今为止秒的最精确定义。
除了铯原子钟，人们还发明了氢原子钟、铷原子钟等。有了原子钟，人们才有可能从事原子弹和氢弹爆炸、火箭和导弹发射以及宇宙航行、人造地球卫星等更为精确的科学研究，才可以实现高精度的控制和运作。