時間晶體是參照空間晶體延伸出來的一個概念。我們常規的晶體比如金剛石，組成它們的原子在空間上是重複性排列的。也就是說，每隔一段距離，晶體本身的元素就會重複一次。而之所以會出現這種情況，是因為原子按照這樣的構型排列，可以使的整個體系的能量降到最低。因為晶體的構型不一樣，所以不同的晶體內原子排列的方式和距離也不一樣。

科學家設想，既然晶體是空間上週期性重複的，那麼是否也會存在一種時間上也週期性重複的晶體呢？這種時間上週期性重複的晶體，就叫做時間晶體。即每個一段時間，時間晶體都會回到初始狀態，然後開始相同的迴圈週期。就像一個時鐘一樣，每隔60分鐘迴圈一次。但是時間晶體和常規的時間迴圈不一樣，比如時鐘，時鐘的運動需要能量輸入，而時間晶體則不需要。時間晶體就像永動機一樣，自發週期性運動，即便宇宙達到熱力學平衡發生寂滅，時間晶體一樣在往復運動。

時間晶體雖然類似於永動機，但卻不屬於永動機。因為時間晶體每時每刻的狀態都屬於能量最低態，所以無需能量輸入即可保持運動。而永動機體系的能量並不是基態，所以運動的過程中會一直好散能量，最終到時時間對稱破缺。