Jam atom sesium adalah salah satu standar waktu dan frekuensi yang paling akurat, dan berfungsi sebagai standar utama untuk definisi detik dalam Sistem Satuan Internasional (SI) (bentuk modern dari sistem metrik). Menurut definisi, radiasi yang dihasilkan oleh transisi antara dua keadaan dasar hiperhalus dari sesium (tanpa adanya pengaruh eksternal seperti medan magnet Bumi) memiliki frekuensi, ΔνCs, tepat 9.192.631.770 Hz. Nilai tersebut dipilih agar detik sesium sama, hingga batas kemampuan pengukuran manusia pada tahun 1960 ketika diadopsi, dengan detik efemeris standar yang telah ada berdasarkan orbit Bumi mengelilingi Matahari.[2] Karena tidak ada pengukuran lain yang melibatkan waktu yang setepat ini, efek dari perubahan ini lebih kecil daripada ketidakpastian eksperimental dari semua pengukuran yang ada.
Meskipun detik adalah satu-satunya satuan pokok yang secara eksplisit didefinisikan dalam standar sesium, sebagian besar satuan SI memiliki definisi yang menyebutkan detik, atau satuan lain yang didefinisikan dengan menggunakan detik. Akibatnya, setiap satuan dasar kecuali mol dan setiap satuan turunan yang diberi nama kecuali coulomb, ohm, siemens, weber, gray, sievert, radian, dan steradian memiliki nilai yang secara implisit didefinisikan oleh sifat-sifat radiasi transisi hiperhalus sesium-133. Dan dari semua ini, kecuali mol, coulomb, serta radian dan steradian nirdimensi, semuanya secara implisit didefinisikan oleh sifat umum radiasi elektromagnetik.
^L. Essen, J.V.L. Parry (1955). "An Atomic Standard of Frequency and Time Interval: A Caesium Resonator". Nature. 176 (4476): 280–282. Bibcode:1955Natur.176..280E. doi:10.1038/176280a0.Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
