本申请提供了一种分子时钟装置、分子时钟频率控制方法和电子设备，其中，该分子时钟装置包括：微波输出单元，用于输出模拟检波信号和时钟信号；与微波输出单元连接的控制模块，用于控制微波输出单元基于频率调制状态，输出N次谐波信号；与控制模块和微波输出单元连接的模数转换器，用于将微波输出单元输出的模拟检波信号转换成数字检波信号；控制模块还用于基于N次谐波信号和数字检波信号得到频率控制信号；与控制模块和微波输出单元连接的数模转换器，用于将控制模块计算得到的频率控制信号转换为模拟控制信号，并将模拟控制信号传输给微波输出单元，以调整微波输出单元输出的时钟信号。