Algorytmy wyboru i kombinacji źródeł Specyfikacja NTPv4 opisuje wieloetapowy proces decydujący o tym, którym serwerom warto zaufać i jaki jest wynikowy ofset zegara. Algorytm selection wykorzystuje wariant algorytmu przedziałów pewności znanego jako , aby z deklarowanych przedziałów dokładności kandydatów wybrać największy zbiór wzajemnie zgodnych truechimers i odrzucić wyraźnie odstające falsetickers. Następujący po nim algorytm grupowania (clustering) zacieśnia ten zbiór, a algorytm łączenia (combine) wylicza wynikowe przesunięcie jako średnią ważoną z najlepszych źródeł.
Wybrane próbki czasu trafiają do filtru, który dla każdego skojarzenia wybiera najlepsze próbki z ostatniego okna i ogranicza wpływ chwilowych skoków opóźnienia w sieci. Wynikowe przesunięcie i częstotliwość są podawane na clock discipline – pętlę sterującą zegarem systemowym, opisaną w specyfikacji jako rozszerzenie klasycznej pętli fazowo-częstotliwościowej. Dzięki takiej strukturze NTP może utrzymać stabilny czas także wtedy, gdy jedno ze źródeł chwilowo zawiedzie albo zacznie zgłaszać oczywiście nieprawdziwy czas.