Jam tangan 24 jam menampilkan satu hari penuh pada satu dial. Angka jam disusun dari 1 sampai 24, bukan mengulang 1 sampai 12 dua kali. Sejumlah desain juga disebut jam militer atau jam astronomi.

Keunggulan utamanya adalah waktu dapat dibaca tanpa membedakan AM dan PM. Format ini berguna dalam bidang militer, penerbangan, dan astronomi, serta bagi siapa pun yang terbiasa menggunakan penulisan waktu 24 jam.

Sebagian besar model memiliki jarum menit dan biasanya jarum detik, sedangkan tanggal, kronograf, dan fitur lain bergantung pada model. Pada jam 24 jam yang sesungguhnya, jarum jam dapat memerlukan satu hari penuh untuk satu putaran.

Jenis ini lebih jarang daripada dial 12 jam, tetapi memberi pembacaan yang jelas. Sebelum membeli, pastikan dial utama benar-benar bergerak dalam siklus 24 jam dan bukan hanya subdial kecil yang menampilkan zona waktu kedua.