En 24-timersklokke viser hele døgnet på én urskive. Timene er nummerert fra 1 til 24 i stedet for at 1 til 12 gjentas to ganger. Enkelte modeller kalles også militær- eller astronomiske klokker.

Den klareste fordelen er at tiden kan leses uten å skille mellom AM og PM. Formatet er derfor nyttig blant annet i militæret, luftfarten og astronomien, og for alle som vanligvis bruker 24-timersformat.

De fleste modellene har minuttviser og ofte sekundviser, mens dato, kronograf og andre funksjoner varierer. På en ekte 24-timersklokke kan timeviseren bruke et helt døgn på én runde.

Denne typen er mindre vanlig enn en ordinær 12-timersskive, men gir en tydelig og entydig avlesning. Sjekk før kjøp om hovedskiven faktisk følger 24 timer, eller om bare en liten underskive viser en ekstra tidssone.