并不使用放射性计时，而是使用电子转变能级时释放的精确微波讯号。早期的原子钟为附上工具的激微波。今天最好的原子钟是以原子喷泉中冷原子的吸收光谱法作爲基础的。
历史.利用原子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 Standard