La sincronizzazione tra NTP Client e NTP Server avviene nella modalità seguente...
Il Client NTP invia un messaggio NTP al Time Server, il quale analizza il pacchetto, sostituisce l’indirizzo IP e pochi altri campi e spedisce indietro il messaggio. In questa modo si ottengono 4 timestamps. Da questi 4 timestamps il sistema calcola il:

• Delay (Ritardo): tempo impiegato per trasferire il pacchetto attraverso la rete.

• Offset (Scostamento): differenza di tempo tra i clock dei due orologi.

Nelle reti locali il delay è solo una piccola parte dell’offset e il calcolo del solo offset è sufficiente a stimare la qualità di un sistema. L’offset viene calcolato dal pacchetto con il minor ritardo degli ultimi 8. Inoltre si può estrarre un ulteriore parametro dai pacchetti: la dispersione; il valore medio della deviazione standard dell’offset dagli ultimi 8 pacchetti analizzati (gli offset con minor ritardo hanno maggior peso).