Eine Zeitzone wird durch diejenigen Teile der Erdoberfläche gebildet, in denen eine einheitliche, staatlich geregelte Uhrzeit und das gleiche Datum gelten. Diese Uhrzeit ist die zur Zeitzone gehörende Zonenzeit.
Die ideale Zeitzone ist ein geschlossenes Gebiet von 15° geographischer Längendifferenz, zu dem auch die betroffenen Meeresteile gehören und hat die Form eines Kugelzweiecks, das sich von Pol zu Pol erstreckt.
Die realen Zeitzonen weichen teilweise erheblich davon ab, weil sie sich auch nach den Staatsgrenzen richten. Durch die Anwendung der Sommerzeit können in einer Zeitzone zwei Zonenzeiten vorkommen:
Normal- (Winter-) und Sommerzeit. Beide Zonenzeiten können in einer Zeitzone auch gleichzeitig angewendet sein, weil die betroffenen Staaten nicht gleiche Umschalttermine wählen.
Weil Zeitdienst nationale Kompetenz ist, und um administrativen und kulturellen Zusammengehörigkeit bestimmter Gebiete Rechnung zu tragen, weichen die tatsächlichen Zeitzonen von diesen Referenzmeridianen ab. Es können auch mehrere unabhängig voneinander definierte Zeitzonen die gleiche Zonenzeit haben.
Harmonisiert werden die Zonenzeiten anhand einer weltweit gültigen koordinierten Weltzeit (UTC, Universal Time Coordinated). Die Zonenmeridiane spielen heute keine Rolle mehr, sie dienen nunmehr der Orientierung, entscheidend ist die Zeitverschiebung in Bezug zur UTC, die an
die Atomzeit gekoppelt ist: Die Meridiane selbst sind für präzise Zeitbestimmung nicht ortsfest genug (Kontinentalverschiebung, Gezeitenkräfte), und mit dem modernen Koordinatennetz-Referenzsystemen (WGS84,
GRS80/ETRS89),
die an ein geodätisches Datum gebunden sind, nicht die Erdoberfläche, ist auch der aktuelle Nullmeridian in Greenwich um etwa 100 Meter ostwärts gegenüber dem GMT-Nullmeridian verschoben. Auch die Schaltsekunde wird harmonisiert um Mitternacht UTC in die Zeitmessung eingefügt.
Während eines Kalenderjahres wird in Gebieten bestimmter geographischer Breite entweder immer dieselbe Zeitverschiebung in Bezug zur UTC verwendet (so z. B. in den Tropen) oder im Halbjahreswechsel eine von der Normalzeit (englisch Standard Time) beziehungsweise Winterzeit abweichende Daylight Saving Time (dt. Sommerzeit). Die Zeitzonen-Datenbank enthält die Regeln der Zeitzonen mit ihren Zeitumstellungen und deren Namen wie Europe/Berlin oder Europe/Vienna (Wien).