Die atmosphärische Uhr – welche auch Atmos-Uhr genannt wird – bezieht ihre Antriebsenergie aus dem Ausdehnen und Zusammenziehen einer mit Gas (meist Äthylchlorid) gefüllten Druckdose, bezogen auf die Änderung der Umgebungstemperatur. Die Energie reicht in etwa für ca. 48 Stunden, bei einem Temperaturunterschied von ca. 2 °C.
Die Atmos-Uhr wurde 1928 von dem Schweizer Ingenieur Jean-Léon Reutter erfunden. Bei den ersten Uhren wurde noch mit einer Quecksilbersäule gearbeitet. In den 1930er Jahren übernahm der Schweizer Uhrenhersteller Jaeger-LeCoultre die Entwürfe von Herrn. Reutter und ließ sich diese patentieren. Seitdem baut LeCoultre die Uhr in Serie.
Da sich bei einer atmosphärischen Uhr nur eine geringe Energie erzielen lässt, wird ein Torsionspendel verwendet. Aufgrund dieser geringen Energiemenge ist es nicht möglich einen Sekundenanzeiger zu betreiben. Jedoch ist es möglich, wegen des langsamen Umlaufs eine Anzeige der Mondphasen zu integrieren.
Die Atmos-Uhren sind stets verglast. Jedes Staubteilchen, was in die Uhr gelangen könnte, würde den Ablauf empfindlich stören und diese sogar zum Stillstand bringen. Die Ganggenauigkeit liegt bei ca. einer Minute Abweichung pro Monat. Sorgfältig kalibrierte Modelle erreichen weniger als 30 Sekunden Abweichung pro Monat.
Der Hersteller empfahl in früheren Jahren, die Atmos-Uhr spätestens nach 20 Jahren überholen zu lassen. Die erwartete Lebensdauer wurde von LeCoultre mit mehreren hundert Jahren angegeben.
Die erste atmosphärische Uhr erfand in den 1760er Jahren James Cox und Jean-Joseph Merlin, welche damals als Cox’sche Uhr bezeichnet wurde. Cox gab sie damals als Perpetuum Mobile aus.