Le Laboratoire Temps-Fréquence (LTF) a été créé à l’Institut de Microtechnique (IMT) de l’Université de Neuchâtel (UniNE) le 1er janvier  2007 suite au transfert des activités de recherches académiques et appliquées de l’ancien Observatoire Cantonal de Neuchâtel, qui bénéficiait d’une longue expérience dans le domaine de la métrologie temps-fréquence. Le Laboratoire a été transféré à l’Institut de Physique un an plus tard.

Créé en 1858, l’Observatoire a joué un rôle majeur au 20ème siècle dans l'évaluation et la notation de la précision des chronomètres pour l’industrie horlogère suisse sur la base d’observations astronomiques. Jusqu’à la fin des années 60 et l’avènement des montres à quartz,  l’Observatoire délivrait une certification aux mouvements mécaniques qui satisfaisaient une série de tests sévères.

Suite à l’introduction de l’échelle de temps atomique en 1967, l’Observatoire a joué un rôle primordial et reconnu dans le développement des horloges atomiques. Ainsi, toutes les horloges du système de navigation européen Galileo ont été développées à l’Observatoire Cantonal de Neuchâtel.

Le Laboratoire Temps-Fréquence poursuit les activités pionnières initiées par son prédécesseur dans le domaine des horloges atomiques et de la métrologie temps-fréquence, notamment en étudiant des horloges atomiques compactes pour la deuxième génération du système Galileo, en développant une configuration unique d’un étalon primaire de fréquence à atomes froids de césium ainsi que de nouvelles technologies de peignes de fréquences optiques.