atomların çok uzun zaman durağan kalabilen rezonanslara sahip olduklarının anladıklaşılması ve hidrojen veya sezyum atomunun daha hassas saatler için potansiyel birer sarkaç olabileceğini bulunmasıyla ortaya çıkan saattir.
1957`de nıst tarafından ilk sezyum atom saati yapılmış,1967`de ise atomun doğal frekansı yeni uluslararası zaman birimi olarak tanınmıştır.
basit olarak bir sezyum atomunun 9 192 631 770 kez zıplamasının bir saniyeye eşit olduğu prensibiyle çalışır.
gps`lerin yer saptamasında,birçok olay ve sürec,n paralelliklerinin kurulması ve zamanlamasında kullanılan atom saatleri dünyanın yörüngesinde ki yavaşlamaların hesaplanıp yıl sürelerinin ayarlanmasında kullanılır.