Zegar atomowy to urządzenie do pomiaru czasu, które działa poprzez monitorowanie częstotliwości rezonansowej atomów. Opiera się na atomach o różnych poziomach energetycznych. Elektrony w atomach przeskakują między różnymi poziomami energetycznymi, co wiąże się z emisją lub absorpcją promieniowania elektromagnetycznego o precyzyjnie określonej częstotliwości. To zjawisko służy jako podstawa definicji sekundy w Międzynarodowym Układzie Jednostek Miar (SI).