分子时钟即分子钟，是一种利用分子的振动和旋转模式来实现时间计量的仪器，工作原理基于分子能级跃迁吸收或发射的频率。
分子能级涉及到电子能级、振动能级、转动能级等，以上能级之间的跃迁，可以产生极其稳定和敏感的频率信号，以此可作为时间标准。可以通过外场调控法、量子调控法等工程化方式使分子钟跃迁具有更高的精度和灵敏度。
原子钟的精度可达每十亿年误差不超过一秒的水平，但原子钟对外界电磁场非常敏感，应用范围较为局限。分子能级的复杂度高于原子能级，相比于原子钟，分子时钟具有更卓越的精度和稳定性，应用场景更为广泛。
根据新思界产业研究中心发布的
《“十五五”期间分子时钟（分子钟）行业发展环境预测及投资策略分析研究报告》显示，分子时钟在国防科技、量子科技、导航授时、通信基站、精密测量、航空航天、能源网等领域具有潜在应用空间。在量子科技领域，分子时钟具有增强量子计算功能、提高量子测量精度、优化信息处理效率的潜力和作用。
芯片级分子时钟（CSMC）是新一代分子时钟，具有体积小、能耗低、精度高、性能稳定、性价比高、可广泛规模部署等特点。目前国内外均在积极研制芯片级分子时钟，其中美国国防部高级研究计划局将其列入“下一代小型化高稳时间基准H6项目”，2025年工业和信息化部办公厅印发《关于组织开展2025年未来产业创新任务揭榜挂帅工作的通知》，在量子科技领域，将“芯片级分子时钟”列入拟部署的17项揭榜任务之中。
分子时钟研制困难，目前相关研究机构包括麻省理工学院、哥伦比亚大学、电子科技大学、成都中微达信科技有限公司等，其中哥伦比亚大学研究人员称已成功将锶分子时钟精度提升100倍，达到10-14（300万年误差为1秒）。
成都中微达信科技有限公司实现了芯片级分子时钟全球首创，并率先在国际上进行产业化布局。目前成都中微达信科技有限公司建设了芯片级分子时钟中试平台，芯片级分子时钟处于中试阶段，预计2026年可实现小批量生产。
新思界
行业分析人士表示，分子时钟是比原子钟更先进、更精准的时钟，在国防科技、航天航空、导航授时、通信等领域具有广阔应用前景。芯片级分子时钟具有体积小、适合大规模部署等优势，可满足更多应用需求，正成为国内外研究热点。随着研究深入，国产芯片级分子时钟有望率先实现产业化、商业化发展。
