通常机械表每天的可容忍误差是15秒，天文台表特别讲究机芯、材质与手工技术，将每日误差大幅降低至5秒。
天文台表是经过瑞士官方天文台测试组织(C.O.S.C.)检验合格的高精准手表。C.O.S.C.分别在瑞士的日内瓦、Biel和La Chauxde Fonds三地有测试中心。日内瓦中心平均每天要测试12000至15000只手表，数量最多；另外两地则平均每天要测试15000至20000只手表。在受检的手表中，大约有百分之二至三的手表会遭到淘汰。
为了取得天文台证书(The Swiss Official Chronometer Control)，每一只表都必须连续16天接受不同的温度及位置等测试。由于表的面积愈小，制作难度愈高，因此依表外壳直径与表面面积大小，可以分为外壳直径大于20公厘或表面积大于314平方公厘与数值小于或等于前者的两种标准。
天文台表测试评估的项目包括：平均每日速度、平均速度变化、最大速度变化、不同位置的速度差异、最大的速度差异、温度影响值、持续速度等七项。每一项测试均有一参考数值，只要测试结果在标准值以内，就算合格。由于测试是逐只测验，所以即使是同款的两只表，测试结果在数字上也可能有若干差距。
天文台表的测试过程非常规范：从第一天开始，观察表的状态在24小时后呈现的差值，记录下来就是日差。每天的日差以秒为单位，正、负表示快慢。前十天日差平均值即为每日速度变化。前十天每两天之日差间差值的算术平均值，就是平均速度变化；差距最大的两组差值，就是最大速度变化。而不同位置速度差异则取第1、2天与第9、10天平均每日速度变化之差值、最大速度差异则是前十日差值与平均每日速度最大之差值。通常在测试中不可中断，只有第10天可因需求暂停。
测试期间温度必须维持在摄氏23度，温度误差不可超过一度，只有在第11天改为8度，第13天则定在38度，求出每度平均每日速度变化值即是温度影响值。至于持续速度则是指最后一天与第一、二天平均每日速度之差值。
测试期间，手表位置亦有特殊规定。在第1、2、14、15天，表面垂直三点朝右，六点朝上；第3、4天，垂直三点朝上。第5、6天，垂直三点朝下，九点朝上。第7、8天水平面朝上，第9到13天则改为水平朝下。
每一只天文台表不仅有证书载明所有测试数据以资证明，表上亦有不同的天文台编号。不过，大多数表厂的天文台证书多留在原厂，消费者拿到多是表厂自制的证明卡。跻身天文台表之列后，身价少说也提高人民币一万元以上。
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