Atomski sat je uređaj za mjerenje vremena koji koristi frekvenciju apsorbiranog ili emitiranog zračenja pri atomskim prijelazima. U poglavljima koja slijede opisani su osnovni teorijski pojmovi važni za razumijevanje principa rada atomskog sata: harmonijski oscilator, atomski prijelazi i izborna pravila, Zeemanov učinak te hiperfina struktura. U glavnom dijelu rada, nakon opisa otkrića atomskog sata i faktora kvalitete, tzv. Q-faktora atomskog sata, opisuje se princip rada cezijeva sata, čiji se prijelazi detektiraju prolaskom zagrijanih ili ohlađenih atoma kroz magnetsko polje. Nakon osvrta na efekte koji utječu na pomake u frekvenciji, govori se o primjenama atomskog sata. Sustav za globalno pozicioniranje (GPS – Global Positioning System), međunarodno atomsko vrijeme (TAI – International Atomic Time) i usklađeno svjetsko vrijeme (UTC –Universal Coordinated Time) najvažniji su takvi primjeri.