A base do UTC é o relógio atômico, o mais preciso do mundo. Nesse relógio, a duração do tempo é medida a partir de transições eletromagnéticas em átomos de césio. Essas transições são totalmente confiáveis. O aparelho determina com exatidão a duração dos segundos, minutos, horas e dias. É a medida que define a hora oficial em todo mundo.
Entretanto, o movimento de rotação da Terra não é tão preciso. A duração dos dias reais é influenciada por numerosos fatores. Os movimentos do manto da Terra e dos oceanos, as estações do ano e as variações no clima podem diminuir a velocidade de rotação do planeta, aumentando a duração dos dias em até 1 milésimo de segundo.