Ένα ατομικό ρολόι που τη χαρακτηριστική συχνότητα των 9 192 631 770 κύκλους ανά δευτερόλεπτο από το άτομο του cesium χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του βασικού χρονικού διαστήματος για το ρολόι. Επειδή η δεύτερη ορίζεται από διεθνή συμφωνία ως το χρονικό διάστημα απαιτείται για αυτήν αριθμό κύκλων να παρουσιάζεται, τα χρονικά διαστήματα που δίνεται από ένα cesium ρολόι που λειτουργεί υπό τους όρους που καθορίζονται από τον ορισμό έχουν μηδενικό σφάλμα. Ένα cesium ρολόι χρησιμοποιείται ως εκ τούτου, κάθε φορά που χρειάζεται η μεγαλύτερη δυνατή ακρίβεια επί μακρά χρονικά διαστήματα. Ωστόσο, σε σύντομα χρονικά διαστήματα, η συχνότητα μπορεί να ποικίλλει αισθητά και ρολόγια με καλύτερη σταθερότητα σε σύντομα χρονικά διαστήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να δοθεί χρόνος σε τέτοια χρονικά διαστήματα. Cesium ρολόγια χρησιμοποιούνται στη συνέχεια για να παρακολουθεί το χρόνο μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα.