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이 체계는 1960년 제11차 도량형총회(General Conference on Weights and Measures)에서 채택되어 국제적으로 SI라는 약어로 통일되었다.

19~20세기에 들어 과학기술이 빠르게 발전함에 따라 과학자들은 자신들의 전공분야에서 실제적인 용도에 맞도록 임시변통으로 단위계를 만들어 사용하게 되어 몇몇 중복된 측정단위 체계들이 나타났다. 이러한 상황을 개선하기 위해 미터-킬로그램-초(MKS) 체계라는 초기의 국제체계가 마련되었다.

1937년 국제도량형위원회는 전기에 관한 기본단위를 정의하면서 새로운 3가지 기본단위를 추가하였다. 이 기본단위들은 질량 1㎏의 물체에 1m/s²의 가속도를 줄 때 필요한 힘으로 정의되는 힘의 단위(N：뉴턴), 1N의 힘으로 물체를 작용점에서 힘의 방향으로 1m 이동시키는 데 드는 일로 정의되는 에너지 단위(J：줄), 그리고 1J/s의 비율로 행한 일로 정의되는 일률의 단위(W：와트)이다. 이 3개의 단위는 유명 과학자들의 이름을 딴 것이다.

1960년 국제단위체계는 MKS 단위계로 정립되었다. 기타의 단위들을 유도할 수 있는 7개의 기본단위는 다음과 같이 정의된다. 길이의 기본단위인 m(미터)는 진공중에서 빛이 1초 동안 진행한 거리의 2억 9,979만 2,458분의 1로 정의된다. 질량의 기본단위인 ㎏(킬로그램)은 백금과 이리듐으로 제작되어 프랑스 세브르 소재 국제도량형국(International Bureau of Weights and Measures)에 보관된 킬로그램 원기에 의해 정의되며, 1㎏은 1,000g에 해당된다. 시간의 기본단위인 초(s)는 세슘 원자가 특정 전이에 상응하는 복사를 91억 9,263만 1,770번 방출하는 데 걸리는 시간으로 정의한다.

전류의 기본단위인 A(암페어)는 자유공간에서 1m 떨어져서 같은 크기의 전류가 흐르는 나란한 두 도선에서 단위 길이당 받는 힘이 2×10^-7N일 때 도선에 흐르는 전류를 1A라 정의한다. 광도의 기본단위인 cd(칸델라)는 백금의 응고점 온도에서 1㎡의 복사공동(radiating cavity) 광도의 1/600,000(대략 파라핀 양초 1개의 밝기)로 정의된다. 물질의 양을 나타내는 기본단위인 mole(몰)은 0.012㎏에 해당하는 탄소-12(¹²C) 원자의 개수(6.02×10²³)로 정의된다. 또 열역학적 온도의 기본단위는 K(켈빈)이다.