Eine Nanosekunde ist 10-9 Sekunden oder ein Milliardstel einer Sekunde. Das bedeutet, dass eine Sekunde eine Milliarde Nanosekunden umfasst; eine Milliarde ist eins gefolgt von 9 Nullen. Es dauert etwas mehr als eine Nanosekunde, bis Licht einen Fuß (0.3 Meter) zurücklegt; Licht bewegt sich mit ungefähr 980 Millionen Fuß pro Sekunde (300 Millionen Meter pro Sekunde). In der Wissenschaft wird ein Nanosekunden-Maß normalerweise mit ns oder nsec abgekürzt. Während sie im Alltag einfach zu klein ist, hat die Nanosekunde viele wichtige Anwendungen in der Chemie und Physik, bei denen es sich um Prozesse handelt, die in extrem kurzen Zeiträumen ablaufen.
Informatiker machen auch einige Messungen in Nanosekunden, da viele Prozesse in der modernen Computertechnik in sehr kleinen Zeitrahmen ablaufen. Die Geschwindigkeit, mit der ein Computer beispielsweise auf seinen Speicher zugreift, wird üblicherweise in Nanosekunden angegeben. In diesem Fall sind niedrigere Zahlen besser – ein Computer, der in 10 ns auf seinen Speicher zugreifen kann, ist schneller als ein Computer, der 30 ns braucht, um auf seinen Speicher zuzugreifen. Beide Zahlen stehen jedoch für sehr, sehr schnelle Rechengeschwindigkeiten. Es ist unwahrscheinlich, dass eine Person den Zeitunterschied von 20 ns zwischen den beiden Prozessen erkennen kann.
Die meisten Anwendungen der Nanosekunde finden sich in wissenschaftlichen und technologischen Bereichen wie Elektronik, Optik und Kommunikation. Nanosekunden werden häufig verwendet, um verschiedene Aspekte elektromagnetischer Wellen wie die Frequenz zu messen. In der Optik werden sehr kurze Nanosekunden-Lichtpulse oder Laserstrahlen verwendet, um präzise Bilder von sich schnell bewegenden Phänomenen wie chemischen Reaktionen zu erhalten. Wenn viele dieser Impulse in sehr kurzer Zeit auftreten, wird eine Reihe von Bildern erzeugt, die es Wissenschaftlern ermöglichen, das Phänomen in Ruhe zu betrachten.
Die Nanosekunde ist zwar ein sehr kleines Zeitmaß, aber sicherlich nicht das kleinste. Eine Mikrosekunde ist mit 10-6 Sekunden etwas größer als eine Nanosekunde. Pikosekunden und Femtosekunden messen 10-12 bzw. 10-15 Sekunden und werden in der Regel ähnlich verwendet. Insbesondere Femtosekunden werden in der Optik häufig verwendet, um Pulse zu messen, die verwendet werden, um Bilder in extrem kleinen Zeitrahmen aufzunehmen. Keine dieser Einheiten ist für die meisten Menschen praktisch anwendbar, aber Physiker, Chemiker und Technologen benötigen oft so kleine Einheiten.
Grace Hopper, eine US-Marineoffizierin und Informatikerin, war für ihre Vorlesungen über Informatik bekannt. Sie ist vor allem dafür bekannt, den ersten Compiler für eine Programmiersprache zu entwickeln. Bei ihren Vorträgen war sie dafür bekannt, Drahtlängen von knapp 1 Metern zu verteilen, um die Entfernung zu zeigen, die das Licht in einer Nanosekunde zurücklegte; sie tat dies, um zu erklären, warum die Satellitenkommunikation nicht augenblicklich war.