Problem miał wymiar praktyczny: różne metody pomiaru i różne konfiguracje aparatury mogły prowadzić do wyników trudnych do porównania między laboratoriami oraz między producentami wzorców częstotliwości. Wariancja Allana została przyjęta właśnie jako miara lepiej dostosowana do opisu stabilności częstotliwości w dziedzinie czasu i z czasem stała się jedną z podstawowych statystyk metrologii czasu i częstotliwości.
Definicja Wariancja Allana jest zdefiniowana jako połowa wartości oczekiwanej kwadratu różnicy między dwiema kolejnymi średnimi wartościami znormalizowanej odchyłki częstotliwości:
Jeżeli oznacza kolejne próbki błędu czasu, równoważnie można zapisać:
W praktyce oznacza to, że miara ta opisuje, jak silnie zmienia się średnia częstotliwość sygnału między sąsiednimi przedziałami długości . Im mniejsza wartość wariancji Allana dla danego tym większa stabilność badanego źródła w tej skali czasu.
Wielkości powiązane W analizie stabilności częstotliwości używa się zwykle kilku ściśle powiązanych wielkości: błędu czasu chwilowej częstotliwości oraz znormalizowanej odchyłki częstotliwości .