世界时计时系统是以地球自转为依据，而地球的自转不均匀，因此时间的单位就不是固定的，即“秒”的长度不同定，时刻也就不准确，这就是世界时计时系统的不均匀性。这种不均匀性给现代许多需要精确时间的工作部门带来了麻烦。虽经种种对地球自转不均匀性的修正，但定出的秒长仍然有不小的误差，相当于三个半月差一秒。地球自转的不均匀性表现在：
(1)长期变化：是根据古珊瑚化石发现的。珊瑚每年分泌一圈碳酸钙物质，形成类似于树木一样的“年轮”，且有的珊瑚白天会比晚上分泌出更多的碳酸钙物质而形成“日轮”。计数这样的年轮和日轮，就能确定那时一年的日数。据考证三亿五千力年前一年约400天，六千五百万年前，一年约376天。可见那时地球自转比现在快，一昼夜的时间间隔比现在短。地球自转长期变慢的原因主要是潮汐摩擦造成的。
(2)季节性变化。大体上是春季变慢，秋季变快。其原因是气团随季节的移动、植物生长、雷电分布等造成的。有人计算过每年夏季从海洋吹到陆地，冬季又从陆地吹向海洋，这些风的重量之大是惊人的，达300万亿吨。因此造成地球重心变化。这种变化也能造成一天的长度有0．001秒的变化。
(3)不规则变化：由于地球内部物质的运动引起地球时快时慢。每隔几十年它就可能来一次“跳动”。
(4)由于其它天体对地球这个椭球体的隆起部分（椭球看成是中部的正球体和两边的隆起部分组成）的吸引力的作用，造成地球自转轴绕黄道面法线的进动。由于地轴进动，因此子午面就经常在变化，根据观察恒星过子午圈而确定的时间也就在变化，致使时间计量不稳定。
为了克服世界时计时系统的不均匀性，就需要建立更糟确的计时系统，这就产生了历书时和原子时．
