Trong hệ đo lường SI cơ bản, đơn vị của thời gian là giây. Từ đó các đơn vị lớn hơn như phút, giờ, và ngày được tính dựa theo đó, các đơn vị thứ cấp này gọi là đơn vị không SI do chúng không được sử dụng trong hệ thống thập phân. Tuy nhiên, chúng cũng được chấp nhận chính thức cùng với SI. Không có tỉ số cố định giữa giây và tháng hay năm, trong khi tháng và năm có những thay đổi đáng kể trong năm về độ dài.[2]

Định nghĩa về giây chính thức trong SI như sau:[2][3]

Giây là một khoảng thời gian bằng 9.192.631.770 thời lượng bức xạ tương ứng trong sự chuyển tiếp giữa hai mức năng lượng trong trạng thái cơ bản của nguyên tử caesium 133.

Trong một hội nghị về thời gian năm 1997, CIPM thông báo rằng định nghĩa này đề cập đến một nguyên tử caesium trong trạng thái cơ bản ở 0 K.[2]Trước đó vào năm 1967, giây đã được định nghĩa là:

tỷ lệ 1/31.556.925,9747 của một năm nhiệt đới vào ngày 0 tháng 1 năm 1900 lúc 12 giờ thời gian thiên văn.

Định nghĩa giây hiện tại, kết hợp với định nghĩa hiện tại về met, được dựa trên thuyết tương đối hẹp, để khẳng định rằng không-thời gian của chúng ta là một không gian Minkowski.

Thời gian thế giới

Điều cơ bản trong khoa học thời gian là việc tính liên tục đơn vị giây dựa trên đồng hồ nguyên tử trên toàn thế giới, hay gọi là thời gian Nguyên tử Quốc tế.

Giờ phối hợp quốc tế (UTC) là giờ chuẩn hiện đang được sử dụng trên khắp thế giới.

Giờ GMT là một giờ chuẩn cũ, tính từ ngành đường sắt Anh năm 1847. Sử dụng kính thiên văn thay vì đồng hồ nguyên tử, GMT được hiệu chỉnh theo thời gian Mặt Trời trung bình tại Đài thiên văn Greenwich ở Vương quốc Anh. Giờ vũ trụ (UT) là một thuật ngữ hiện đại được dùng trong hệ thống quốc tế dựa trên quan sát bằng kính thiên văn, được chấp nhận để thay thế cho Giờ trung bình Greenwich ("Greenwich Mean Time") năm 1928 bởi Hiệp hội Thiên văn Quốc tế. Những quan sát tại đài thiên văn Greenwich đã chấm dứt năm 1954, mặc dù vị trí này vẫn còn được sử dụng làm mốc cho hệ thống tọa độ. Do chu kỳ quay của Trái Đất không phải lúc hoàn toàn cố định, khoảng thời gian giây có thể thay đổi nếu được hiệu chỉnh theo tiêu chuẩn dựa trên kính thiên văn như GMT hay UT - trong đó giây được xác định là một tỷ lệ của ngày hay năm.

Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) cũng phát đi các tín hiệu thời gian rất chính xác trên toàn cầu, với những chỉ dẫn về cách chuyển đổi giữa giờ GPS và UTC.

Trái Đất được chia thành các múi giờ. Hầu hết mỗi múi giờ cách nhau một giờ, và tính toán giờ địa phương khi cộng thêm vào giờ UTC hay GMT. Ở một số nơi việc cộng thêm giờ thay đổi theo năm do những quy ước về giờ tiết kiệm ánh sáng ngày.