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측정은 같은 종류의 알려진 측정량과 비교하여 이루어진다. 도량형(Weights and measures)은 이런 비교를 하기 위한 표준량들을 표시한다. 표준량들은 임의로 또는 어떤 일반 상수를 기준으로 하여 설정될 수 있다. 종류가 다른 양에 대한 표준은 분리하거나 논리 있는 단위 체계로 통합하거나 한다. 본래 표준도량형은 질량(또는 무게), 부피, 길이, 면적의 4가지였으나 온도·광도·압력·전류 등이 추가되었다.

최초의 표준 도량형은 고대 지중해 문화에서 나타났는데, 신체의 부분, 인간이나 짐승이 끌 수 있는 물건의 계산, 일상적으로 사용하는 용기의 부피나 땅의 면적을 바탕으로 했다. 이집트의 완척은 고대사회에서 가장 널리 퍼진 선형측정단위라고 알려졌다. 이 단위는 BC 3000년경에 쓰였는데 팔꿈치에서 펼친 손끝까지의 길이로 했다. 이것은 검정 화강암으로 만든 로얄 마스터 큐빗에 의해 표준화되어, 이집트의 모든 큐빗 막대기는 이것을 기준으로 규칙적으로 점검되었다.

최초로 알려진 무게 측정의 하나는 바빌로니아의 미나(mina)이다. 서로 크게 차이 나는 2가지 예가 있는데 하나는 640g이고 다른 것은 978g이다. oz·in(인치)·lb(파운드)·mi(마일)은 초기 그리스 측정단위를 로마가 채택하여 생겨났다. 로마 측정체계는 유럽에서 중세기까지 계속되었는데 표준이 다양했다. 그뒤 여러 국가정부들은 혼돈된 단위와 표준체계를 하나로 표준화하려고 노력했다. 영국의 법정표준과 미국의 관습법 표준이 가장 정교한 두 단위체계이다.

1670년경 프랑스의 성직자 가브리엘 무통이 나중에 미터법이 되는 최초의 표준을 제안했다. 그는 지구 표면 경도의 1분의 호 길이에 근거를 두고 10진법으로 나눈 표준선형측정법을 제시했다. 무통의 제안이 토의되고 다듬어졌으나 1795년에 가서야 프랑스는 공식적으로 미터법을 채택했다. 미터법은 프랑스 혁명과 나폴레옹 군대의 성공으로 유럽 전역에 빠르게 퍼졌다. 그러나 여러 곳에서 몇 세기 동안 사용했던 비합리적인 도량형의 관습체계를 극복하는 데 오래 걸렸다. 요즈음 대부분 국가의 표준법인 미터법은 20세기 기술발전을 고려하여 근대화되었다.

1960년 파리에서 있었던 국제회의에서 미터법에 바탕을 둔 새로운 단위체계 SI(Système Internationale)가 합의되었다. 6개의 기본 단위인 m(길이)·㎏(질량)·s·A(암페어：전류)·K(켈빈：온도)·cd(칸델라：광도)가 채택되었다. 각 단위는 기준치를 정한다. kg은 파리의 세브르에 있는 국제 도량형 사무소에 보관된 백금-이리듐 합금 원통을 기준으로 한다. 이것과 같은 것이 미국 표준 사무소에 있다. kg은 물체로 기준을 정하는 유일한 표준단위이다. 이에 대조하여 m는 진공에서 크립톤-86의 스펙트럼 선 중 오렌지-적색 선의 1,650,763. 73파장으로 정했으며 다른 단위들은 이와 유사하게 자연의 기준과 관련하여 얻는다.

SI 기본단위계에는 그외에 C(쿨롬：전하량)·J(줄：에너지)·N(뉴턴：힘)·㎐(헤르츠：주파수)·W(와트：전력)·Ω(옴：저항)·㎤(세제곱미터：부피) 등이 있다.→ 도량형, 미터법