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주로 물질을 구성하는 기본입자들과 관련이 있다. 이 상수들의 정확한 측정은 이론의 정당성을 검증하고 이론에 따라 현상들을 예측하는 데 필수적이다.

예를 들면 진공에서 빛의 속력 c는 전자기이론과 상대성이론에서 볼 수 있다.

상대성이론에서는 이 속력이 방정식 E=mc²을 통해 질량과 에너지의 관계를 나타낸다. 이러한 광속은 공기중에서 음파의 속도를 결정할 때 선행되는 특정한 실험조건(이 실험을 위해서는 대기의 온도와 밀도 그리고 화학적 조성도 알아야 함) 같은 것에는 구애받지 않고, 단지 광자의 고유한 특성에만 좌우된다. 전자의 전하량 e는 물리적 입자의 기본적인 성질로 전하량의 최소단위이다. 이들 수치들은 이미 물리학과 화학의 많은 영역에서 쓰이고 있다. 예를 들어 전기화학적 전지를 통해 발생하는 전류에 따라 생성되는 원소의 질량을 계산할 때 이 수치들은 필수적인 값이다(→ 전기전하). 또한 플랑크 상수 h는 그 자체가 기본입자의 성질은 아니지만 양자이론 방정식에 사용되는 물리상수이다. 이 상수는 방정식 E=hv에서 광자의 에너지와 진동수 관계를 나타낸다. 중력상수(만유인력상수) G는 두 물체가 서로 끌어당기는 중력의 힘의 크기를 물체들의 질량과 그 사이의 거리에 관련짓는다. 이 값을 실험에서 측정하기란 매우 어렵다. 이런 값은 우주의 역사를 통해 시간에 따라 변화했다고 추측할 수 있다. 그러므로 실험실에서 측정한 값은 지구 전체나 천문학적 문제에는 적용할 수 없다.

몇 개의 물리상수들은 다른 상수들로 나타낼 수 있다. 예를 들어 미세구조상수(a：한 원자가 단일한 파장을 갖지 않고 조금씩 차이나는 몇 개의 파장을 가진 복사를 방출하는지의 이유를 양자역학적으로 설명할 때 나타남)는 자유공간의 투자율(透磁率：μ₀), 광속, 전자의 전하량, 플랑크 상수로 나타낼 수 있다. 이들 물리상수의 값은 미국 국립표준기술연구소(National Institute of Standards and Technology)와 같은 전세계의 여러 연구소에서 결정되며, 실험방법과 기술이 발전함에 따라 보다 정밀하게 측정할 수 있게 된다.

이렇게 결정된 값들이 국제적인 동의를 거쳐 승인된다.