L’horloge atomique est très utilisée en raison de sa précision quasi parfaite. (Il lui faut 3 millions d’années pour se décaler de moins d’une seconde)
Les horloges atomiques on permit d’établir une échelle de temps mondiale, le « temps atomique international » (TAI), qui est « la chronologique universelle international ». Le TAI est extrêmement précis car il est fondé sur la seconde atomique. Afin de fixer le TAI, on fait une moyenne des données d’environ trois cent horloges atomiques différentes au Bureau international des poids et mesures, à Sèvres, en France.
Ces horloges servent aussi dans les systèmes de navigation et technologies de positionnement géographique tels que le GPS (Global Positioning System). En effet, les satellites utilisés pour ces systèmes ont à leur bord une ou plusieurs horloges atomiques, rendant possible différents calculs.
Mais les réseaux de télécommunication ont, eux aussi, besoin des horloges atomiques pour la synchronisation des signaux.
Les horloges atomiques sont utilisées pour les télécommandes de sondes spatiales.
Elles servent aussi à des expériences scientifiques.

C’est en 1948 qu’Henri. Lyons a créé la première horloge atomique .La précision de cette première horloge n'étant pas assez performante, l'idée fut d’abord abandonnée.
En 1955, Essen et Parry, grâce aux travaux de Henry Lyons , réalisèrent la première horloge atomique à jet de césium (maintenant, l’une des plus courante).
En 1956, Zacharias, mit au point des prototypes industriels d'horloges à jet de césium. Ces derniers permirent la commercialisation des horloges atomiques, cette commercialisation étant réservée exclusivement aux professionnels.
C’est à vers 1970 qu’on définit le temps grâce à une référence atomique : ce fut alors la naissance du Temps Atomique International(TAI). La seconde sera donc déterminée comme étant égale aux nombres d’oscillements de l’atome de