由于其迷人的魅力，晶体在过去几个世纪里一直吸引着我们的注意。人们所熟知的晶体，从雪花到钻石，通常都是由原子或分子在空间中规则排列所构成的。对晶体的研究帮助我们建立了一整套框架，可以用于理解其他的空间有序相，例如超导体、液晶和铁磁相。
周期性振荡是另外一个无处不在的现象。小到原子，大到行星，它可以出现在任何尺寸的系统中。多年来，我们用它们来标记时间的流逝，它甚至让我们思考实现永动机的可能。空间和时间上的周期模式的一个共同特点是他们都降低了系统的对称性：周期结构明显破缺了时间或者空间上的连续平移对称性。
在物理学中，空间与时间通常具有密切的关联。因此如果一个多粒子体系能够显示出空间上的周期性，那么可以很自然地联想到这种周期模式是否能够自发地出现在时间维度。当系统的基态并不满足系统本身的对称性时，意味着系统发生了自发性对称破缺。最为常见的例子便是在自然界中广泛存在的晶体，其连续平移对称性被破缺，取而代之的是空间中的离散平移对称性。
在过去的十年中，物理学家一直在思考，基态具有自发时间平移对称性破缺的系统是否能够存在。空间平移对称性的破缺似乎与时间平移对称性的破缺有着很大的不同。一般来说，空间成序的系统往往由多个相互作用的粒子组成，而时间上呈现周期振荡的系统通常只有很少的几个自由度。事实上我们一般很难找到多个相互作用粒子一起周期振荡的例子。
是否可能找到一个相互作用的可以在无限长的时间内持续振荡的多体系统？虽然确实在一些多体系统中可以观察到集体同步的振荡，例如声子或质点弹簧系统，但是这些振荡在孤立的多体系统中一般无法持续。即使能够持续，往往需要对其初始构型进行高度调节，而这种对初态的高度依赖性使其不能构成一个新的物相。
在相互作用多粒子系统中时空周期性的显著差异有些出人预料，毕竟爱因斯坦的相对论已经将时间和空间统一成了一个整体。尽管通过洛伦兹变换将时空坐标联系起来，却并不意味着时空维度的完全等价，因为还存在着因果律的约束。
热力学第二定律告诉我们，任何一个孤立的多体系统都会自发地演化至其平衡态的构型，在此构型下我们不能通过对局域量的测量来分辨时间的流逝。这种在时间上具有的同质性与我们想要建立一个稳定的时间序相矛盾。这种矛盾使得对时间晶体的研究极具挑战性。
在一个开放系统中，系统可以与外界发生能量交换，封闭系统的熵理论不再适用，因而我们可以通过调节系统的参数来建立一个稳定的时间序。然而在我们的定义中，时间晶体是一个孤立相互作用多体系统，其可以在无限长的时间内进行振荡。因此系统中大量粒子自由度的存在是这一定义的关键。
2012年，诺贝尔奖得主弗兰克·维尔切克第一次提出了一个机制来实现一种永久的周期振荡。他建议用小磁场穿过一个超导环，从而在其中产生一个无限期循环的电流。然而这个自发产生的电流虽然是一个永久的运动但并不是一个永久的振荡，因为在每个时刻，环上电子密度分布都是均匀且相同的。
维尔切克提出可以在循环流动的库珀对中引入一个比较弱的相互作用使得它们能够束缚在一起。
这将会导致在这一系统的基态中，粒子密度在环上出现不均匀的分布，而这种空间不均匀的状态一旦出现流动，会呈现出一种清晰的振荡。然而2014年，物理学家渡边悠树和押川正毅通过考虑系统在平衡态下所需要满足的一些隐含条件否定了这一结论。他们更进一步提出了“不可行定理”，该定理证明具有非长程相互作用的系统不可能在其基态或热力学平衡态下形成时间晶体。