Atom saatleri, frekans standardı olarak atomlar tarafından yayılan fotonların frekanslarını kullanır. Çalışma prensibi: Atomların ayrılması. Işığa maruz bırakma. Zaman ölçümü. En yaygın kullanılan atomlar: sezyum, rubidyum ve hidrojendir. Örnek olarak sezyum atom saati: Sezyum atomları, gaz haline geçirilip yüksek vakum gücüne sahip bir tüpe aktarılır. Atomlar, belirli bir enerji seviyesine ulaşmak için mikrodalga çemberinde hareket ettirilir. Isıtılıp 9.192.631.770 Hertz frekansında titreşen sezyum atomları, bir saniye olarak kabul edilir. Atom saatleri, GPS teknolojisi ve internet senkronizasyonunda kullanılır.