Hierarchia stratum mały|Schemat hierarchii serwerów i klientów NTP; żółte strzałki oznaczają połączenia bezpośrednie, czerwone – połączenia sieciowe. mały|Zegar główny United States Naval Observatory jako przykład infrastruktury wzorca czasu, z której pośrednio mogą korzystać serwery NTP. NTP używa półhierarchicznego modelu źródeł czasu. Odległość logiczna od zegara odniesienia jest określana numerem stratum, ale numer ten nie jest sam w sobie gwarancją jakości: dobry serwer stratum 3 może w praktyce dawać stabilniejszy czas niż przeciążony lub źle skonfigurowany serwer stratum 1 albo 2.
Stratum 0 obejmuje bezpośrednie wzorce czasu i częstotliwości, na przykład zegary atomowe, masery wodorowe, odbiorniki systemów GNSS takich jak GPS lub naziemne odbiorniki sygnałów czasu typu DCF77; urządzenia takie nie ogłaszają się jako serwery NTP w sieci, lecz są podłączane do hostów stratum 1. Stratum 1 to komputery lub serwery czasu bezpośrednio podłączone do źródła stratum 0, na przykład przez odbiornik GNSS, sygnał 1PPS, łącze szeregowe RS-232 przekazujące znacznik czasu albo przemysłowy kod czasu, taki jak IRIG-B. Stratum 2 i kolejne tworzą warstwy serwerów synchronizowanych przez sieć z serwerami wyższej warstwy;