Đồng hồ nguyên tử là chiếc đồng hồ chính xác nhất từng được chế tạo. Sử dụng rung động của các nguyên tử cesium thay cho con lắc đung đưa, đồng hồ nguyên tử đạt mức độ chính xác đến mức chúng chỉ lệch 1 giây trong 10 tỷ năm. Vì thế, đồng hồ nguyên tử có nhiều ứng dụng trong thiên văn, vật lý, máy tính và hàng hải, nhưng không nhiều trong địa chất.

Kỹ thuật theo dõi hoạt động của núi lửa bằng đồng hồ nguyên tử dựa vào thuyết tương đối của Einstein. Nhóm nghiên cứu sử dụng hiệu ứng tương đối để nghiên cứu núi lửa. Khi một núi lửa sắp sửa phun trào, các khoang bên dưới núi lửa chứa đầy macma nóng chảy. Điều này làm tăng khối lượng cục bộ và do đó trọng lực sẽ tăng. Một chiếc đồng hồ nguyên tử được đặt gần khu vực núi lửa sẽ phát hiện ra sự thay đổi này vì khối lượng tăng sẽ khiến cho thời gian trôi chậm hơn. Tốc độ chạy chậm của đồng hồ nguyên tử này và sự tích tụ khối lượng có thể được đo bằng cách so sánh với đồng hồ nguyên tử tham chiếu khác nằm cách xa khu vực núi lửa.

Các nhà khoa học cho rằng kỹ thuật này đã được áp dụng, nhưng phụ thuộc vào tín hiệu vệ tinh GPS. Do đó, các số đo có thể mất hàng tháng mới thu thập được, trong khi sử dụng đồng hồ nguyên tử chỉ mất vài giờ.

Nhóm nghiên cứu hy vọng kỹ thuật sẽ được áp dụng trong vài năm tới bằng cách liên kết một mạng lưới đồng hồ nguyên tử bằng cáp quang kết nối internet đóng vai trò như  một hệ thống cảnh báo sớm phun trào núi lửa. Ngoài ra, mạng lưới này cũng có thể được ứng dụng  để nghiên cứu thủy triều.