二十四小时制的规则是把每日由午夜至午夜共分为24个小时，从数字0至23（24是每日完结的午夜）。这个时间记录系统是现今全世界最常用的。二十四小时制在美国和加拿大仍然被称为军事时间，而在英国则被称作大陆时间。二十四小时制还是国际标准时间系统（ISO 8601）。

在24小时之中的时间书写的格式为“小时:分钟”（例如，01:23）,或者为“小时:分钟:秒”（01:23:45）。不足10的数字前面要补充一个零。这个零在小时部分并不是必须的，但却非常广泛的使用，尤其是在有很多具体规定的计算机应用中（例如，ISO 8601）。在精确度高于秒的环境下，秒后可使用十进制来表示，小数点后面的部分跟在小数点或者点符号的后面，例如01:23:45.678。在24小时之中，一天开始于午夜，（12：00）24:00，每天的最后一分钟开始于23:59而结束于24:00。某一天的24:00等同于其下一天的00:00。数字时钟显示从00:00到23:59，它从不会显示出24:00。这样，从23:59:59.999到00:00:00.000就可以精确的确定新一天的开始。但是，24:00的表示方法更能明确的确定一天的结束时间。

一台电子钟显示24:00。

一些电子钟用“24:00:00”来表达闰秒，闰秒的显示方式是“23:59:60”。

十二小时制和二十四小时制从上午1:00到下午12:59（01:00到12:59）是相同的，除了在二十四小时制中没有AM/PM标记。从下午1:00到午夜12点（13:00到24:00）十二小时制加上12小时就能转换成为二十四小时制，从午夜12点到凌晨12:59（24:00到24:59）12小时制需要减掉12小时转换到24小时制。可以参见右侧的表格。

少数特殊情形，如日本的电视台深夜电视节目，特别是深夜动画，在预告该节目的播出时间时，有些会写为超过24小时制的时间，例如“水曜日（星期三） 26:30”，即为“木曜日（星期四）午前02:30”，以使收视用户不致混淆而错过收视时间。

另外，值得注意的是，使用十二小时制显示时间的系统通常会将中午表示为“12:00 noon”而将午夜表示为“12:00midnight ”，习惯使用二十四小时制的人可能会对此产生理解错误。

二十四小时制比起十二小时制有很多优点：