Κάθε ρολόι στην οποία βασικού διαλείμματα του χρόνου καθορίζονται από αναφοράς της συχνότητας πλησίον της ακτινοβολίας που απορροφήθηκε, ή που εκπέμπεται από άτομα ή μόρια. Εάν η περίοδος διέπεται από της συχνότητας πλησίον των μορίων, το ρολόι είναι κατά προτίμηση αναφέρεται ως ένα μοριακό ρολόι. Ρολόγια ατομικής συχνά ταξινομούνται ως ενεργητικής ή παθητικής ανάλογα με το που χρησιμοποιούν ακτινοβολία που εκπέμπεται από ή την απορρόφηση από άτομα. Τυπικό παθητική ατομικής ρολόγια δεν είναι cesium ρολόγια και Ρουβίδιο ρολόγια. Cesium ρολόγια Χρησιμοποιήστε άτομα cesium για τον προσδιορισμό του βασικού χρονικά διαστήματα και ρολόγια Ρουβίδιο Ρουβίδιο άτομα. Επειδή το δεύτερο ορίζεται από διεθνή συμφωνία ως το μήκος του χρόνου που απαιτείται για έναν ορισμένο αριθμό των κύκλων του μια συγκεκριμένη συχνότητα της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από το άτομο του cesium, cesium ρολόγια είναι πρωτεύον πρότυπα του χρόνου και συχνότητας. Ρουβίδιο ρολόγια έχουν παρουσιάζουν μικρότερες διακυμάνσεις συχνότητα για σύντομα χρονικά διαστήματα από ό, τι cesium ρολόγια. Το πρώτο ατομικό ρολόι πλήρεις και λειτουργίας αναπτύχθηκε από H. Λυών και τους συνεργάτες του με την U. S. εθνικό γραφείο των προτύπων (NBS) το 1948-1949. Ήταν στην πραγματικότητα ένα μοριακό ρολόι, αυτό χρησιμοποιηθεί αμμωνίας μορίων για τον καθορισμό του βασικού συχνότητα και το χρονικό διάστημα. Αλήθεια ατομικής ρολόγια ήρθε αργότερα και προήλθε από το έργο της L. Έσσεν και τους συνεργάτες του στο εθνικό εργαστήριο φυσικής (Αγγλία) και της Lyon και τους συνεργάτες του στις NBS από περίπου 1952 έπειτα.