Jeder NTP-Server ist in ein Stratum (Schicht, Ebene, Mehrzahl Strata) eingeordnet. Dieses gibt an, wie weit der Server in einem NTP-Netz von einer externen Zeitquelle (Atomuhr, GPS- oder Zeitzeichenempfänger) entfernt ist: Ein Stratum-1-Server besitzt eine externe Quelle, eine Stratum-2-Maschine dagegen einen Stratum-1-Server als Referenz, und so weiter. Das höchste Stratum ist 16, ein Server dieser Stufe hat sich noch nicht mit anderen NTP-Servern synchronisiert. In der Praxis kommt man jedoch mit vier Stufen aus.

NTP-Server der gleichen Ebene können sich untereinander abstimmen, falls die Verbindung zum höheren Stratum ausfällt. Ebenso können sie die Zeit von mehreren höheren Servern abfragen. Beispielsweise sind ptbtime1.ptb.de und ptbtime2.ptb.de Stratum-1-Server, die die aus den Cäsium-Atomuhren der PTB abgeleitete gesetzliche Zeit bereitstellen. Der von T-Online betriebene Stratum-1-Server ntp1.t-online.de verwendet dagegen als externe Zeitquelle das Signal eines DCF77-Empfängers. Der gibt zwar auch die PTB-Zeit aus, weicht aber wegen des Umwegs über Langwellenfunk stets etwas ab, wenn auch nur um wenige Millisekunden.

Von Stratum zu Stratum steigt die Ungenauigkeit aufgrund der server-internen Verarbeitung etwas an. Wie stark die Abweichung ausfällt, hängt vom jeweiligen Server, seiner Konfiguration und den Paketlaufzeiten im Netz ab. Doch selbst wenn eine Stratum-2-Maschine als Zeitquelle beispielsweise um 50 Millisekunden danebenliegen sollte, reicht diese Genauigkeit für den Hausgebrauch immer noch völlig aus.