時間標準基本上分為兩類。一類是基於天文學，稱為「天文時」。另一類則以原子振動的頻率作為依據，稱為「原子時」。

「天文時」是基於經常重覆發生的天文事件而制定的時間，如地球自轉造成日與夜，地球圍繞太陽公轉產生不同的季節等。以往利用日晷顯示太陽位置來測量的時間稱為「視太陽時」。但由於地球按橢圓軌道環繞太陽運行，加上地球自轉軸與地球環繞太陽公轉的平面形成傾角，一年之中太陽的視運動速度都在變化，「視太陽時」的時間長度並不均勻。另一種較有均勻性的「平太陽時」是利用在天球上以均勻速度運動的虛擬太陽來定義的時間，與「視太陽時」的平均相符。國際上，在格林尼治子午線(即經度 0度)的「平太陽時」定為「世界時」﹝UT0﹞，又叫「格林尼治平時」﹝GMT﹞。隨著較為精確的時鐘面世，天文學家發現在不同地點量度的「世界時」出現差別，其後發現這種差別是由於地軸擺動而引起的。各地天文台詳細測量了地軸擺動對「世界時」的影響後，制定了一種稱為 UT1 的新時標修正這種差別。

「原子時」是基於原子振動的頻率而制定的時間。原子頻率標準的研究顯示，銫-133原子振動的頻率非常穩定和均勻，可以利用這個特性來定義「秒」。一九六七年第十三屆國際度量衡會議通過了一項決議，採納銫-133原子振動的「秒」代替以天文觀測作為「秒」的定義，從而制定「原子時」 (TAI) ，作為一種國際參照的時標。

由於受到大氣運動及其它地球物理現象的影響，地球的自轉速度並不平均，而且更逐漸減慢，天文時標定義的一秒比標準的原子鐘時間的一秒稍長，一九七二年初遂引入一種稱為「協調世界時」﹝UTC﹞的折衷時標。「協調世界時」在一般情況下遵從原子時標，但在有需要時加進閏秒，務求與天文時標的差距保持在 0.9 秒以下 (圖一)。「協調世界時」是現時世界通用的民用時間標準，由國際度量衡局根據全球50多個授時機構及時間實驗室內300多台原子鐘數據，按照各原子鐘的穩定性以加權平均為基礎定岀「協調世界時」(圖二)。

一九七二年一月一日開始香港採用「協調世界時」作為法定時間標準。香港天文台是香港的官方授時機構，透過每日誤差少於百萬分之一秒的銫原子鐘 (圖三) 提供授時服務，並利用高準確度的時間傳輸系統和全球定位系統共視方法，定期與國際度量衡局交換時間數據，以維持香港標準時間，和參與訂定「協調世界時」。