二十四小時制的規則是把每日由子夜至午夜共分為24個小時，從數字0至23（24是每日完結的午夜）。這個時間記錄系統是現今全世界最常用的。二十四小時制在美國和加拿大仍然被稱為軍事時間（military time），而在英國則被稱作大陸時間（continental time）。二十四小時制還是國際標準時間系統（ISO8601）。
| 24小時制 | 12小時制(中文) | 12小時制(英文) |
| 00:00 | 子夜12:00 凌晨12:00 | 12:00 midnight 12:00 a.m. |
| 01:00 | 上午01:00 | 01:00 a.m. |
| 02:00 | 上午02:00 | 02:00 a.m. |
| 03:00 | 上午03:00 | 03:00 a.m. |
| 04:00 | 上午04:00 | 04:00 a.m. |
| 05:00 | 上午05:00 | 05:00 a.m. |
| 06:00 | 上午06:00 | 06:00 a.m. |
| 07:00 | 上午07:00 | 07:00 a.m. |
| 08:00 | 上午08:00 | 08:00 a.m. |
| 09:00 | 上午09:00 | 09:00 a.m. |
| 10:00 | 上午10:00 | 10:00 a.m. |
| 11:00 | 上午11:00 | 11:00 a.m. |
| 12:00 | 中午12:00 正午12:00 下午12:00 | 12:00 noon 12:00 p.m. |
| 13:00 | 下午01:00 | 01:00 p.m. |
| 14:00 | 下午02:00 | 02:00 p.m. |
| 15:00 | 下午03:00 | 03:00 p.m. |
| 16:00 | 下午04:00 | 04:00 p.m. |
| 17:00 | 下午05:00 | 05:00 p.m. |
| 18:00 | 下午06:00 | 06:00 p.m. |
| 19:00 | 下午07:00 | 07:00 p.m. |
| 20:00 | 下午08:00 | 08:00 p.m. |
| 21:00 | 下午09:00 | 09:00 p.m. |
| 22:00 | 下午10:00 | 10:00 p.m. |
| 23:00 | 下午11:00 | 11:00 p.m. |
| 24:00 （次日00:00） | 子夜12:00 深夜12:00 | 12:00 midnight 12:00 a.m. |
在24小時之中的時間書寫的格式為“小時:分鐘”（例如，01:23），或者為“小時:分鐘:秒鐘”（01:23:45）。不足10的數字前面要補充一個零。這個零在小時部分並不是必須的，但卻非常廣泛的使用，尤其是在有很多具體規定的計算機應用中（例如，ISO 8601）。在精確度高於秒的環境下，秒後可使用十進制來表示，小數點後面的部分跟在小數點或者點符號的後面，例如01:23:45.678。在24小時之中，一天開始於子夜，00:00，每天的最後一分鐘開始於23:59而結束於24:00。某一天的24:00等同于其下一天的00:00。數字時鐘顯示從00:00到23:59，它從不會顯示出24:00。這樣，從23:59:59.999到00:00:00.000就可以精確的確定新一天的開始。但是，24:00的表示方法更能明確的確定一天的結束時間。
一些電子鐘用“24:00:00”來表達閏秒，閏秒的顯示方式是“23:59:60”。
十二小時制和二十四小時制從上午1:00到下午12:59（01:00到12:59）是相同的，除了在二十四小時制中沒有AM/PM標記。從下午1:00到午夜12點（13:00到24:00）十二小時制加上12小時就能轉換成爲二十四小時制，從子夜12點到凌晨12:59（00:00到00:59）12小時制需要減掉12小時轉換到24小時制。可以參見右側的表格。
如果遇到要表達跨午夜的時段，在日本會使用三十小时制來表示以免混淆，例如要表達禁止停車時段22:00到隔天06:00，說明會寫22:00~30:00。
另外，值得注意的是，使用十二小時制顯示時間的系統通常會將中午表示為“12:00 PM”而將午夜表示為“12:00 AM”，习惯使用二十四小时制的人可能会对此产生理解错误。
二十四小時制比起十二小時制有很多優點：
直到近代接受西方文明之前，東亞都是使用一日錶針轉一圈的24小時（或十二時辰）制。在清代，傳入中國的西方製造的時鐘均改爲十二時辰式。
現在仍有很多24小時制的鐘存世，如著名的布拉格天文钟，和格林威治的謝波德門鐘。
以每一年有農曆12個月、共24小時制或節氣等現行曆法在時憲曆時，已廢除「十九年置七閏」，以及由於當前近日點在冬季，冬季節氣之間較短，十冬臘月較容易分配到中氣；若採無中氣置閏法，閏月較常發生在夏季。未來因近日點進動，可能改變修改「無中氣置閏」的規則，改為在滿足特定條件下，對第一個無中氣之月置閏。條件如下：兩冬月(冬至所在的月份)之間，不計冬月，若剩餘11個月(即兩冬至間有12次新月)，該年不用置閏；若剩餘12個月(即兩冬至間有13次新月)，但第一個無中氣的月之前的月有兩個中氣，則不作閏月論，而第二個無中氣的月則被視為閏月；另一方面，若第一個無中氣的月之前的月只有一個中氣，則即為閏月，第二個則被視為正規月（儘管無中氣），月序與前一個月相同（閏月在幾月後面，就稱閏幾月）[1]。採用現行之定朔法，有可能會出現無中氣月但無須置閏之狀況[註 1][註 2]。
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 臘月 | 正月 | 二月 | 三月 | 四月 | 五月 | 六月 | 七月 | 八月 | 九月 | 十月 | 冬月 | 閏月 |
| 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | |
| 臘月 | 正月 | 十四月 | 十五月 | 十六月 | 十七月 | 十八月 | 十九月 | 二十月 | 廿一月 | 廿二月 | 冬月 | 閏月 |
| …… 如此類推 | ||||||||||||
| 農曆 | 節氣 | 西曆 | 黃經 | 中氣 | 西曆 | 黃經 | 平均中氣間隔長度/日* | 中氣對應月份 冬至100%對應，其餘99.6%對應。[註 2] | 月份別稱／干支月 | 農曆24月制 | 24月制 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 立春 | 2月3/4日 | 45° | 雨水 | 2月18/19日 | 60° | 29.93，29－30 | 農曆正月（一月）、子、寅月 | 一端月、戌狗 | 13月（正） | 14月 |
| 2 | 惊蛰 | 3月5/6日 | 75° | 春分 | 3月20/21日 | 90° | 30.43，30－31 | 二月、丑、卯月 | 二花月、亥豬 | 14月 | 15月 |
| 3 | 清明 | 4月4/5日 | 105° | 穀雨 | 4月19/20日 | 120° | 30.93，30－31 | 三月、寅、辰月 | 三桐月、子鼠 | 15月 | 16月 |
| 4 | 立夏 | 5月5/6日 | 135° | 小滿 | 5月20/21日 | 150° | 31.31，31－32 | 四月、卯、巳月 | 四梅月、丑牛 | 16月 | 17月 |
| 5 | 芒種 | 6月5/6日 | 165° | 夏至 | 6月20/21日 | 180° | 31.45，31－32 | 五月、辰、午月 | 五蒲月、寅虎 | 17月 | 18月 |
| 6 | 小暑 | 7月6/7日 | 195° | 大暑 | 7月22/23日 | 210° | 31.31，31－32 | 六月、巳、未月 | 六荔月、卯兔 | 18月 | 19月 |
| 7 | 立秋 | 8月7/8日 | 225° | 處暑 | 8月22/23日 | 240° | 30.93，30－31 | 七月、午、申月 | 七瓜月、辰龍 | 19月 | 20月 |
| 8 | 白露 | 9月7/8日 | 255° | 秋分 | 9月22/23日 | 270° | 30.42，30－31 | 八月、未、酉月 | 八桂月、巳蛇 | 20月 | 21月 |
| 9 | 寒露 | 10月7/8日 | 285° | 霜降 | 10月23/24日 | 300° | 29.93，29－30 | 九月、申、戌月 | 九菊月、午馬 | 21月 | 22月 |
| 10 | 立冬 | 11月7/8日 | 315° | 小雪 | 11月21/22日 | 330° | 29.57，29－30 | 十月、酉、亥月 | 十陽月、未羊 | 22月 | 23月 |
| 11 | 大雪 | 12月6/7日 | 345° | 冬至 | 12月21/22日 | 360° | 29.45，29－30 | 冬月（十一月）、戌、子月 | 十一冬葭月、申猴 | 23月（冬） | 24月 |
| 12 | 小寒 | 1月5/6日 | 15° | 大寒 | 1月19/20日 | 30° | 29.58，29－30 | 臘月（十二月）、亥、丑月 | 十二臘全月、酉雞 | 24月（臘） | 13月 |