Die Grundlage für das Messen von Zeit ist ein gleichmäßiger Takt, also eine Schwingung oder Frequenz - bei mechanischen Uhren von einem Pendel oder einer Unruh erzeugt.
Auf diese Frequenz wird eine Zeitinformation moduliert. Dabei ist die Präzision der "On-time" Marke wichtig, also die genaue Markierung des Beginns der nächsten Zeiteinheit, beispielsweise der nächsten Sekunde.
Eine sehr präzise Uhr verfügt über einen eigenen gleichbleibend gleichmäßigen Takt und eine genaue Ursprungszeit. Darüberhinaus wird jede Uhr durch mindestens eine Referenz auf ihre Stabilität überprüft und korrigiert.