迁跃来估算时间的概念在1879年首次由开尔文男爵提出。 磁共振的方法则由伊西多·拉比在1930年代发展出来，并成为制作原子钟的核心技术。 1945年，拉比首次公开宣称原子束磁共振可用于制作钟表。 第一个原子钟是氨微波激射器，1949年制成于美国的国家标准局（National Bureau of Standards）。当时使用分子钟命名，是当时最精确的计时工具，但这个原子钟还没有现在的石英钟准确。 1952年，美国NIST的前身为国家标准局（NBS)宣布了第一个使用铯原子作为振动源的原子钟。该时钟名为