本发明涉及一种微型化原子钟的物理封装，包括：光电探测器及其电路板、温敏电阻、光电探测器电路板焊盘引脚、MEMS碱金属蒸汽泡、1/4波片、场效应管、激光器及其电路板、C轴磁场线圈支架和磁屏蔽外壳、物理封装主体支架和栓锁；物理封装主体支架用于将光电探测器及其电路板、温敏电阻、光电探测器电路板焊盘引脚、MEMS碱金属蒸汽泡、1/4波片、场效应管和激光器及其电路板组装在一起；物理封装主体支架两侧设置有多个栓孔，栓锁设置有与多个栓孔相同数量的栓，栓穿过多个栓孔将光电探测器及其电路板和激光器及其电路板的位置进行固定。本发明可降低微型化原子钟物理封装实现的难度，通过固定物理封装主体支架中的分离器件，增强了整个结构的机械牢固性。