由于原子的能级是确定的，因而可知原子跃迁时发射或吸收的无线电波的频率也是确定的。这就是寻找新的时间标准的物理基础。如果利用原子跃迁现象实现对频率的精密控制，物理学家为此付出了艰辛的努力。

　　世界上一台氨分子频率标准问世，但是由于其谱线太宽，频率控制效果不明显而影响了它的应用。世界上一台铯原子频率标准，其准确度已达10E-9,开创了实用原子频率标准的新纪元，也为时间标准由宏观世界向微观世界的过度打下了基础。

　　原子频标问世后，不同种类，不同机制的原子频标相继研制成功，尤其是铯原子频标的准确度和稳定度不断得到改进和提高。铯原子频标的准确度差不多每5年提高一个量级。1970年已经做出准确度10E-12的铯原子频标。正是原子频标的准确度获得迅速提高，并大大超过了世界时和历书时的准确度的时候，新的时间标准原子时的诞生也是顺利成章的事了。

　　首要工作时建立原子频标频率和时间的联系。众所周知频率就是1S时间间隔周期运动的次数。科学家们花了几年的时间来测定历书时1S时间间隔铯原子频标的振荡频率结果为9192631770，可见其测量误差仅为10E-9，已达到历书时极限。位于海平面上的铯原子基态两个超精细的能级间在零磁场跃迁辐射振荡9192631770周所持续的时间为一个原子时秒。原子时简称AT