国家授时中心的原子时系统建成于20世纪70年代，是伴随着BPM短波授时台建设而完成的。在当时的情况下，NTSC的守时和原子时系统以完美的表现保证了授时发播。近几年来，随着国家对基础建设的投入，作为大科学工程的守时/授时系统得到了迅速的发展。中国科学院支持的授时系统升级改造计划使国家授时中心负责守时系统的硬件装备达到与国际同步的水平。

目前，国家授时中心时间基准系统有20台Agilent 5071A高性能铯原子钟、2台Sigma-tau氢钟和2台上海天文台研制氢钟组成；包括综合原子时（JATC）和地方原子时（NTSC）的主钟系统；内部测量比对系统采用高精度的时间间隔计数器和相位比对设备；国际时间比对连接使用GPS全视时间传递接收机和双向卫星时间频率传递系统（TWSTFT）。

国家授时中心负责的我国综合原子时系统（JATC）于2006年12月完成主钟系统建立、组网建设和JATC试算，并于2007年3月通过中科院组织的项目验收工作。通过两年多的运行，在远距离台站间的高精度同步比对、数据交换、综合原子时计算方法等都为构建我国统一的时间频率系统积累了经验和技术。JATC主钟系统建在时间频率基准实验室。该系统与UTC(NTSC)系统互为参考和备份，两系统间实行定时内部比对，从而进一步提高了我国标准时间系统的可靠性。网络化的综合原子时系统结构也进一步提高了在非常时期我国标准时间服务系统的生存能力。

长波授时系统（BPL）和短波授时系统（BPM）是我国唯一的长、短波授时发播系统，被列入国家大科学工程。短波授时台1970年基本建成，1981年正式开始短波授时服务，经升级改造，现短波授时台每天以四种频率连续24小时发播标准时间、标准频率信号。中功率长波台1979年建成试播，大功率长波台1983年开始授时服务，使我国陆基无线电授时服务达到当时国际先进水平，该项成果荣获1988年国家科技进步一等奖。

2007年，在国家大科学工程升级改造项目、中科院知识创新重大项目支持下，授时系统进行了升级改造。目前拥有守时钟房、授时发播控制系统、长、短波授时发播系统、低频时码授时发播系统（运行试验中）和发播控制技术与综合实验研究平台（建设中）。