秒是國際單位制中的基本時間單位，在人類歷史上它曾被定義為一天的1/86400——這個劃分方式源自將一天分為24小時，每小時60分鐘，每分鐘60秒的人為設定。因此機械鐘錶通常在錶盤上有六十個刻度線，代表秒和分的刻度，“秒針”用來指示最小的時間流失量。

上圖：世界上最古老的表，可能作於1505年。

但這樣定義的秒有一個問題：因為地球的自轉週期並不是固定不變的，如果以地球自轉為標準來定義“秒”，那麼就會出現“秒”的實際時間長短不一的問題，導致例如歷史上的一秒跟今天的一秒並不是相同的時間長度這樣荒謬的問題。於是更為科學但複雜難懂的“秒”的定義誕生了……

在原子物理學中，超精細結構是指由於原子核狀態和電子雲狀態之間的相互作用，原子、分子和離子能級中產生的小位移和分裂。在原子中，超精細結構歸因於核磁偶極矩的能量與電子產生的磁場相互作用以及核電四極矩在電場梯度中由於原子內電荷分佈而產生的能量。

上圖：銫-133原子的超精細能級如何定義了一秒：超精細切分銫133原子的6S電子能級，產生波長為3.26cm的輻射，其頻率為9192631770赫茲。

從公元前三千年開始，六十進位制已經存在於基於天文觀測而制定的日曆對於“日”的定義，儘管按此定義的“秒”跟我們今天所認為的不同，那時對秒這麼短的時間刻度的精確指示是做不到的（沙漏、日晷、鐘錶都做不到），因此這種劃分只是象徵性的規定，未有精確地實現。

上圖：如何從日晷讀出時刻。注意不同緯度的日晷刻度是不同的。

上圖：由鐘擺控制的鐘表擒縱機構工作示意圖。

在20世紀40年代後期，工作頻率為100kHz的石英晶體振盪器的精度提高到了在一天的執行時間內小於10^8分之1的誤差。很明顯，這種時鐘的比地球的自轉更靠譜。

上圖：電子工業上常用的石英晶振結構及原理圖

而從20世紀50年代開始，前面提到的基於銫133同位素的原子鐘成為了更優的計時器，並且在今天繼續被作為“秒”的標準。

由於地球的旋轉變化並且在逐漸減慢，因此閏秒會人為定期新增到地球的自轉週期（日）當中，以使時鐘與地球的旋轉保持同步，也就是說一個地球日不再等於24小時。

人類大概在公元前三千年就大概有了以六十進位制方式來劃分一日時刻的做法。但真正的精確計秒直到擺鐘的發明才實現，而如今我們採用了更為精確的定義一秒的方式，銫-133超精細結構躍遷輻射週期。