光学原子钟简称光钟，是一种利用原子的光学跃迁来稳定激光频率的超高精度时钟。光学原子钟主要有离子光钟（如铝离子光钟、镱离子光钟）、光学晶格钟两种类型。
原子的光学跃迁是指原子从一个能级跃迁到另一个能级时，吸收或发射的光子的频率，光学原子钟所用原子的跃迁频率高于铯原子钟（铯钟）。根据新思界产业研究中心发布的
《2025-2029年全球及中国光学原子钟（光钟）行业研究及十五五规划分析报告》显示，光学原子钟是最精确的计时器，精度达到铯钟的数百倍，可用作频率标准或探测基本物理，应用在基础科学、引力波探测、暗物质探测、导航、授时、定位、深空通信等领域。
光学原子钟组件包括激光系统、原子囚禁装置、微型频梳、真空系统、频率测量体系、光放大器、调制器等。由于复杂程度极高、制造难度大，目前全球光学原子钟数量较少，不足百台。
光学原子钟研究单位及企业包括美国天体物理联合实验室（JILA）、美国科罗拉多大学、美国Infleqtion、澳大利亚QuantX Labs、俄罗斯别捷列夫研究所、日本岛津制作所及东京大学、德国联邦物理技术局（PTB）、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院（APM）、中国科学院国家授时中心等，其中中国科学院精密测量科学与技术创新研究院是国际上最早报道小型化离子光学原子钟原理样机的机构。
光学原子钟分为基于单电荷离子、基于中性原子、基于高电荷离子（HCI）的光学原子钟。与单电荷离子或中性原子相比，高电荷离子对外部电场和磁场扰动的敏感性较低，是高精度时钟的理想候选，其中德国联邦物理技术局研究团队已开发出基于高电荷离子的光学原子钟样机。
2024年全球原子钟市场规模近5亿美元，预计2030年将达7亿美元左右。原子钟分为微波原子钟和光学原子钟，目前光学原子钟主要用于科研实验室中，尚未实现大范围应用，但作为重点研发方向，随着技术成果转化加快、时间测量精度要求提升，光学原子钟有望成为定义“秒”的关键工具。
新思界
行业分析人士表示，光学原子钟是目前最为精确的时间测量设备之一，其工程化、商用化发展，对科学研究、GPS导航、时间定义等领域发展至关重要。光学原子钟制造难度极大，目前其主要用于科研实验室中，部分企业已实现其商业化，随着成本下降、体积缩小，光学原子钟有望在更多领域实现应用。
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