ISO 8601 ใช้ระบบ รูปแบบพื้นฐานคือ [hh][mm][ss] และรูปแบบขยายคือ [hh]:[mm]:[ss]

• [hh] คือชั่วโมงสองหลัก มีค่า 00 ถึง 24 (ค่า 24 จะใช้เมื่อเวลาเที่ยงคืนเป็นจุดสิ้นสุดของวันเท่านั้น)
• [mm] คือนาทีสองหลัก มีค่า 00 ถึง 59
• [ss] คือวินาทีสองหลัก มีค่า 00 ถึง 60 (ค่า 60 จะใช้เมื่อมีการเพิ่มอธิกวินาทีเท่านั้น)

ดังนั้นเวลา 13 นาฬิกา 47 นาที 30 วินาที จึงเขียนได้เป็น "134730" หรือ "13:47:30"

ค่าของเวลาสามารถลดความเจาะจงได้จากหน่วยที่มีนัยสำคัญน้อยกว่าขึ้นมา เมื่อละวินาทีจะเหลือเพียง [hh]:[mm] หรือ [hh][mm] และเมื่อละนาทีจะเหลือเพียง [hh]

เวลาเป็นกรณีพิเศษที่สามารถอ้างถึงได้ด้วย 00:00 หรือ 24:00 ก็ได้ รูปแบบ 00:00 จะใช้เพื่อบอกว่าเป็นจุดเริ่มต้นของวัน ซึ่งเป็นการใช้ที่บ่อยกว่า ในขณะที่จุดสิ้นสุดของวันจะใช้เป็น 24:00 ดังนั้น "2007-04-05T24:00" จึงเป็นเวลาเดียวกันกับ "2007-04-06T00:00" ต่างกันแค่ความหมายที่สื่อออกมา (ดูเพิ่มที่หัวข้อการรวมวันที่และเวลา)

เศษทศนิยมสามารถใช้ได้กับค่าเวลาส่วนใดก็ได้ จุดทศนิยมไม่ว่าจะเป็นจุลภาค (,) หรือมหัพภาค (.) สามารถใช้แบ่งเศษทศนิยมได้เช่นกัน แต่เศษทศนิยมควรเพิ่มลงไปเฉพาะในส่วนที่มีนัยสำคัญน้อยที่สุดเท่านั้น ตัวอย่างเช่นเวลา 14 ชั่วโมง 30 นาทีครึ่ง สามารถแสดงโดยไม่ใช้เลขวินาทีเป็น "14:30,5" หรือ "1430,5" ไม่มีข้อจำกัดว่าจะต้องเป็นทศนิยมกี่ตำแหน่ง อย่างไรก็ตามก็ต้องมีข้อตกลงร่วมกันระหว่างกลุ่มผู้สื่อสารก่อนว่าต้องการใช้ทศนิยมกี่หลัก สำหรับการใช้จุดอาจทำให้เกิดความสับสนเมื่อใช้กับเลขชั่วโมงหรือนาที ซึ่งจะทำให้เข้าใจผิดว่าตัวเลขหลังจุดเป็นเลขนาทีหรือวินาทีตามลำดับ เช่น "14:30.50" เลขวินาทีของเวลานี้เทียบเท่ากับ 30 วินาที (ครึ่งนาที) ไม่ใช่ 50 วินาทีอย่างที่เห็น

ตัวกำหนดเขตเวลา

ถ้าหากไม่มีการระบุเขตเวลา (time zone) ในการนำเสนอเวลา ข้อมูลนั้นจะถูกสมมติว่าเป็นเวลาท้องถิ่น ซึ่งอาจไม่ส่งผลกระทบอะไรเมื่อใช้สื่อสารกันภายในเขตเวลาเดียวกัน แต่จะเกิดความกำกวมเมื่อสื่อสารข้อมูลข้ามเขตเวลา การระบุตัวกำหนดเขตเวลาจึงเป็นสิ่งที่ควรทำเมื่อใช้สัญกรณ์มาตรฐาน

ถ้าเวลานั้นอยู่ในเวลาสากลเชิงพิกัด (UTC) เพียงแค่เพิ่มตัวอักษร Z ลงไปโดยไม่เว้นวรรคหลังจากค่าเวลา ซึ่ง Z คือตัวกำหนดเขตเวลาที่เยื้องจากเวลาสากลเชิงพิกัดเป็นศูนย์ ดังนั้นเวลา 09:30 UTC จึงเขียนได้เป็น "09:30Z" หรือ "0930Z" และเวลา 14:45:15 UTC เขียนเป็น "14:45:15Z" หรือ "144515Z" เวลาสากลเชิงพิกัดถูกเรียกอีกอย่างว่าเป็นเวลา "ซูลู" (Zulu) เพราะคำว่า "ซูลู" เป็นรหัสวิทยุของอักษร Z

การกำหนดเขตเวลาอื่น ๆ สามารถทำได้โดยระบุความเยื้องจากเวลาสากลเชิงพิกัดในรูปแบบ ±[hh]:[mm], ±[hh][mm], หรือ ±[hh] ต่อท้ายค่าเวลาเหมือนวิธีของการเติม Z เช่นเขตเวลาที่มากกว่าเวลาเชิงพิกัดสากลอยู่เจ็ดชั่วโมง (กรุงเทพมหานคร) ตัวกำหนดเขตเวลาเขียนเป็น "+07:00", "+0700", หรือเพียงแค่ "+07" โปรดสังเกตว่าตัวกำหนดเขตเวลานี้คือความเยื้องจากเวลาสากลเชิงพิกัดที่แท้จริง และไม่ได้บ่งบอกข้อมูลเรื่องเวลาออมแสง (daylight saving time) ดังนั้นในเมืองชิคาโก จะมีเขตเวลาเป็น −06:00 ในฤดูหนาวและ −05:00 ในฤดูร้อน ตัวอย่างค่าเวลาต่อไปนี้หมายถึงเวลาเดียวกัน ณ ขณะนั้น "18:30Z", "22:30+04", "1130−0700", และ "15:00−03:30" สำหรับ(nautical time) อักษรแทนเขตเวลาจะไม่มีการนำมาใช้ ยกเว้นอักษร Z