Sejak tahun 1967, Sistem Unit Antarabangsa (SI) menakrifkan saat pada jangka masa 9 192 631 770 kitaran radiasi yang sepadan dengan peralihan antara dua tahap tenaga atom sesium-133.[11]

Takrifan ini menjadikan pengayun sesium sebagai piawaian utama untuk sukatan masa dan frekuensi, iaitu piawaian sesium. Kuantiti fizik yang lain seperti volt dan meter bergantung pada takrifan saat dalam takrifan sendiri masing-masing.[12]

Rujukan masa sebenar jam atom terdiri daripada pengayun elektronik yang beroperasi pada frekuensi gelombang mikro. Pengayun ini diatur agar komponen-komponen penentuan frekuensinya termasuk satu unsur yang boleh dikawal oleh isyarat maklum balas. Isyarat maklum balas tersebut memastikan pengayun setala bersalunan dengan frekuensi peralihan elektronik sesium atau rubidium.