Jeder Uhr, in dem die grundlegenden Zeitabständen unter Bezugnahme auf die Resonanzfrequenz der Strahlung absorbiert oder emittiert von Atomen oder Molekülen bestimmt sind. Wenn die Periode durch die Resonanzfrequenz von Molekülen gesteuert wird, wird die Uhr vorzugsweise als eine Molekulare Uhr bezeichnet. Atomuhren werden häufig klassifiziert als aktiv oder passiv wie sie verwenden Strahlung emittierten oder von Atomen absorbiert. Sind typische passive Atomuhren, Cäsium und Rubidium Uhren. Cäsium Uhren verwenden Cäsium Atome für die Bestimmung der grundlegenden Intervalle; Rubidium Uhren verwenden Rubidiumatomen. Da die zweite durch internationale Vereinbarung als die Länge der Zeit für eine angegebene Anzahl von Zyklen von einer bestimmten Frequenz der Strahlung von Cäsium-Atoms definiert ist, sind Cäsium Uhren primäre Normen von Zeit und Frequenz. Rubidium Uhren haben zeigen kleinere Variationen in Frequenz über kurze Zeiträume als Cäsium Uhren tun. Die erste vollständige und operative Atomuhr wurde von H. Lyons und seine Mitarbeiter bei der U. S. National Bureau of Standards (NBS) 1948-1949 entwickelt. Es war tatsächlich eine Molekulare Uhr; es Ammoniak Moleküle für die Bestimmung der grundlegenden Frequenz und Zeitintervall verwendet. True Atomuhren kam später und resultierte aus der Arbeit von L. Essen und seine Mitarbeiter am National Physical Laboratory (England) und von Lyon und seine Mitarbeiter bei NBS von ca. 1952 weiter.