В древности люди измеряли время сезонами, например, от урожая до урожая.

Или по звездам, точнее по появлению определенных звезд и созвездий на небосклоне. В какой-то момент стало очевидно, что таким измерениям не хватает точности.

В качестве единицы отсчета нужно было взять стабильно воспроизводимую величину. Самым подходящим для этого оказались солнечные сутки – промежуток времени, за который небесное тело совершает один поворот вокруг своей оси относительно центра Солнца. Длительность же суток определялась из двух последовательных наблюдений прохождения какого-нибудь небесного светила через плоскость меридиана места наблюдения. Когда с длительностью суток определились, для более детальных измерений решили разделить их на 24 одинаковых отрезка – часа, каждый час, в свою очередь, разделили на 60 единиц – минут. А минуты уже разделили на секунды.

Для измерения временных отрезков внутри суток стали использоваться часы. В древности это были песочные, водяные и огненные устройства, в XIV—XV веках — колесные, начиная с XIV века появляются привычные нам маятниковые механизмы, а в XX веке ученые изобретают маятниковые и кварцевые часы высокой точности. У каждого нового поколения часов погрешность измерений уменьшалась. Так, например, современные кварцевые хронометры могут обеспечить точность до 0,3 секунды в месяц. 

Прорывом в определении эталона времени стал 1955 год, когда британец Луи Эссен представил первые атомные часы на цезии-133. Его часы накапливали погрешность в одну секунду за миллион лет. 

В 1967 году решением 12-й Генеральной конференции мер и весов одну секунду определили как продолжительность 9192631770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Важно, что такое определение секунды не зависит от астрономических параметров и может быть воспроизведено в любой точке планеты. Цезий-133 – единственный стабильный изотоп цезия со 100-процентной распространенностью на Земле.

В 2012 году российским ученым удалось сделать еще более точные часы – водородные. Они установлены во ВНИИФТРИ в Подмосковье.