L'oscillazione, in generale, è una fluttuazione periodica tra due cose; nel senso più ampio, l'oscillazione può verificarsi in qualsiasi cosa, dal processo decisionale di una persona alle maree e al pendolo di un orologio. L'oscillazione in un dispositivo chiamato oscillatore è solitamente un movimento avanti e indietro su un punto neutro centrale, creato da cambiamenti di energia. In un orologio a pendolo, ad esempio, l'oscillazione è il movimento avanti e indietro del pendolo. Gli oscillatori possono essere meccanici o elettronici, ma funzionano tutti secondo gli stessi principi. Altri dispositivi basati sui principi dell'oscillazione includono l'oscillografo e l'oscilloscopio.
Come altri oscillatori, l'oscillazione di un orologio a pendolo è mantenuta dai cambiamenti di energia. In questo caso, l'energia potenziale, presente quando il pendolo è al massimo della sua oscillazione, viene convertita in energia cinetica quando il pendolo cade e viene spinta verso l'alto dall'altra parte. Quando l'energia cinetica è stata consumata, al culmine dell'oscillazione, l'energia del pendolo è di nuovo potenziale. Senza energia cinetica per guidarlo più in alto, il pendolo cade. Un orologio a pendolo tiene il tempo in base alla frequenza dell'oscillazione del pendolo (il numero di volte che oscilla al secondo). L'attrito alla fine causerebbe l'arresto del movimento, ma gli orologi a pendolo meccanici utilizzano una molla per aiutare il dispositivo a superare la resistenza dell'attrito. La maggior parte dei segnatempo moderni utilizza oscillatori al quarzo o elettronici. L'orologio più preciso al mondo, l'orologio atomico, misura il tempo in base all'oscillazione all'interno degli atomi.