En 24-timmarsklocka visar hela dygnet på en enda urtavla. Timmarna numreras från 1 till 24 i stället för att 1 till 12 upprepas två gånger. Vissa modeller kallas även militär- eller astronomiska klockor.

Den tydligaste fördelen är att tiden kan läsas utan att skilja mellan AM och PM. Formatet används därför bland annat inom militär, flyg och astronomi och passar den som brukar använda 24-timmarsformat.

De flesta modeller har minutvisare och ofta sekundvisare, medan datum, kronograf och andra funktioner varierar. På en äkta 24-timmarsklocka kan timvisaren behöva ett helt dygn för ett varv.

Typen är mindre vanlig än en traditionell 12-timmarsurtavla men ger en tydlig och entydig avläsning. Kontrollera före köp om huvudurtavlan verkligen följer 24 timmar eller om bara en liten urtavla visar en andra tidszon.