atomski sat, uređaj za mjerenje vremenskih intervala mjerenjem frekvencije onoga elektromagnetskoga zračenja koje emitiraju ili apsorbiraju atomi ili molekule pri prijelazu između energijskih stanja. Najčešće se rabe atomi cezija, a mogu se rabiti i atomi rubidija, vodika ili molekule amonijaka. Preciznost atomskih satova danas je takva da više od jedne sekunde ne odstupaju od točnog vremena u milijun godina. Atomski sat na osnovi snopa cezijevih atoma trenutno je najpreciznija norma vremena i frekvencije.
Cezijevi atomi u snopu izlaze iz peći brzinom zvuka. Prvi laser ugođen je tako da ih pripremi u jednom energetskom stanju. Atomi dalje prolaze kroz mikrovalni rezonator kojemu je oscilator ugođen na frekvenciju prijelaza između hiperfinih stanja osnovne razine cezija. Laser na izlazu provjerava jesu li atomi u željenu stanju. Ako nisu, znači da je mikrovalni oscilator promijenio frekvenciju. Povratnom vezom uspostavlja se korekcija. Hlađenjem atoma (cezijeva fontana atomska stupica) postižu se i veće preciznosti, 100 milijuna godina za ± 1 s.
S pomoću atomskih satova mjeri se Međunarodno atomsko vrijeme. Sekunda je definirana trajanjem 9 192 631 770 perioda zračenja pri prijelazu između dviju hiperfinih razina osnovnoga stanja cezijeva izotopa 133Cs koji se ne nalazi ni u kakvom vanjskom polju.
