Các nhà vật lý cho biết Trái đất tự quay quanh mình không đều, do phụ thuộc vào lực thủy triều của Mặt Trăng, động đất hoặc chuyển động của các kim loại lỏng tại tâm trái đất. Đây chính là nguồn gốc gây nên sự khác nhau giữa giờ thiên văn (GMT, UT) với giờ UTC. Chính vì vậy, thế giới phải chèn thêm giây gọi là giây nhuận vào giờ UTC. Giờ GMT (sau này là giờ UT) là giờ mặt trời tại Đài Thiên văn Hoàng gia Greenwich của Anh được sử dụng từ năm 1847. Theo quy ước, đài thiên văn này nằm trên kinh tuyến số 0, hay còn gọi là kinh tuyến gốc. Trên lý thuyết, vào giữa trưa theo giờ GMT, nếu quan sát từ Đài thiên văn Hoàng gia Greenwich, chúng ta sẽ thấy mặt trời nằm ở đường kinh tuyến gốc.
Năm 1955, đồng hồ nguyên tử caesium được phát minh, cho phép việc định giờ ổn định và thuận lợi hơn các phương pháp quan sát thiên văn truyền thống. Giờ UTC dựa trên đồng hồ nguyên tử được sử dụng chính thức từ năm 1963, bởi Hội đồng tư vấn vô tuyến quốc tế (CCIR) trong Khuyến nghị 374. CCIR là tổ chức tiền thân của ITU-R. Hiện nay, giờ UTC được duy trì bởi Cục Đo lường và Cân nặng quốc tế (BIPM), trên cơ sở dữ liệu từ khoảng 400 đồng hồ nguyên tử trên toàn cầu. UTC thực chất là một hệ đo lường thời gian kết hợp, tốc độ của giờ UTC được tính dựa trên chuẩn tần số nguyên tử, nhưng thời điểm của UTC được đồng bộ hóa cho gần với giờ thiên văn.
Trên thực tế, dưới sức ép của thủy triều và tác động của Mặt Trăng, trái đất có xu hướng quay chậm lại do bị mất năng lượng. Đó chỉ là một sự chênh lệch rất nhỏ, nhưng cũng đủ để tạo ra sự khác biệt giữa giờ nguyên tử và giờ UTC, do đó đôi khi thế giới cần có sự điều chỉnh về thời gian.
Giờ UTC hiện nay được định nghĩa bởi khuyến nghị ITU-R TF.460-6 của Liên minh viễn thông quốc tế (ITU). Khuyến nghị quy định giờ nguyên tử phải duy trì mức sai lệch nhỏ hơn 0.9s so với chu kỳ quay của trái đất. Khi có sự sai khác về thời gian giữa hai hệ thời gian, thì giờ UTC sẽ được chèn thêm hoặc bớt đi 01 giây.
Kể từ khi ra đời cho đến nay, giờ UTC đã có 25 lần được chèn thêm 01 giây. Lần gần nhất vào ngày 30/06/2012. Đã có các báo cáo về ảnh hưởng đối với hệ thống định vị toàn cầu và nhiều website của các doanh nghiệp lớn bị sự cố như Foursquare, Reddit, LinkedIn và StumbledUpon. Các hệ thống này ghi nhận việc các mã nguồn chạy trên máy chủ rơi vào các trạng thái vòng lặp vô hạn và tiêu tốn tài nguyên khiến đổ vỡ hệ thống. Mặc dù 1 giây không phải lớn, nhưng nó có thể dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng trong hệ thống máy tính. Giống như sự cố Y2K đã từng xảy ra vào năm 2000. Bản chất của vấn đề này là do các hệ thống máy tính hiện nay không thể hiện được giờ “23:59:60” bằng các mã nhị phân. Để bổ sung 01 giây, thì phương pháp phổ biến là phát lại giây “23:59:59”. Tuy nhiên, điều này có thể gây trục trặc cho các hệ thống, đặc biệt đối với các mạng viễn thông, mạng máy tính, hệ thống điện toán của ngân hàng, tài chính và hàng không, khi mà khoảng thời gian giao dịch được đo bởi phần triệu của giây.
Từ những năm 2000, đã có một số ý kiến đề nghị chấm dứt việc sử dụng giây nhuận. Các đề nghị tập trung vào đề xuất sửa đổi Khuyến nghị ITU-R TF.460-6 của ITU, nhằm chấm dứt sử dụng giây nhuận đối với giờ UTC. Đây là vấn đề tranh cãi lớn giữa các nước thành viên của ITU. Tại Hội nghị Hội đồng thông tin vô tuyến năm 2012 (RA-12), các nước đã không thể đi đến thống nhất, do vậy phải lùi thời gian quyết định về vấn đề này. Hội nghị Thông tin vô tuyến thế giới năm nay (WRC-15) thế giới sẽ đưa ra quyết định cuối cùng.
Trong trường hợp quyết định ngưng việc sử dụng giây nhuận được WRC-15 thông qua, thì các chuyên gia dự báo giờ nguyên tử sẽ sai khác so với giờ thiên văn là 01 phút sau 50 năm và 01 giờ sau 900 năm. Đây là một vấn đề mà các nước cần cân nhắc tác động đến đời sống xã hội.
Như vậy, ngày 30/6/2015 có thể là lần điều chỉnh thời gian cuối cùng, nếu Hội nghị WRC-15 diễn ra tại Geneva - Thụy Sỹ, từ ngày 02/11 đến ngày 27/11/2015 quyết định thông qua việc chấm dứt sử dụng giây nhuận.