NTP意图将所有参与计算机的协调世界时（UTC）时间同步到几毫秒误差内。它使用Marzullo算法的修改版来选择的时间服务器，其设计旨在减轻可变网络延迟造成的影响。NTP通常可以在公共互联网保持几十秒的误差，并且在理想的局域网环境中可以实现超过1毫秒的精度。不对成路由可拥塞控制可能导致100毫秒（或更高）的错误。

假定局域网内NTP延时小于1ms，理论上授时误差小于0.5ms，但对于Windows操作系统内置的NTP客户和NTP服务，并不能达到此精度。Windows NTP时钟分辨率因操作系统和硬件不同而有所不同，时钟分辨率通常为10ms或15ms。基于Windows操作系统内置的NTP授时精度不超过10ms。

NTP授时精度与NTP服务器与用户间的网络状况有关，主要取决于NTP包往返路由的延时对称程度，往返路由的延时不对称值不超过网络延时。式(2)是在假设NTP请求和回复包在网上传送延时相等，即d1=d2=d/2的情况下得出的，而d1、d2的取值范围在(0...d)间，由式(3)可以得出授时误差是±d/2。一般广域网的网络延时在10 ms～500ms之间;局域网的网络延时在计时操作系统内核处理延迟的情况下通常小于1ms。

一般的计算机和嵌入式设备在时钟度方面没有明确的指标要求, 时钟精度只有10-4～10-5，每天可能误差达十几秒或更多，如果不及时校正，其累积时间误差不可忽视。许多工业控制过程需要高准确度时间，如：电力系统内众多的计算机监控系统、保护装置、故障录波器等时间同步要在ms级以内。