科学计量是指基础性、探索性、先行性的计量科学研究，通常用最新的科技成果来精确地定义与实现计量单位，并为最新的科技发展提供可靠的测量基础。科学计量本身属于精确科学，通常是国家计量研究机构的主要任务，包括计量单位与单位制的研究、计量基准与标准的研制、物理常量与精密测量技术的研究、量值溯源与量值传递系统的研究、量值比对方法与测量不确定度的研究等。

　　计量学是关于测量的科学，意味着它要求单位的定义建立在最新科技成果的基础上，能以当前最小的不确定度实现或复现，并在过渡到新定义时保持原来的单位尺度或大小不变。同时，还要求所有单位构成一个简明的、可在各国和各学科中通用的单位体系，即构成一个实用的一贯单位制。科学家们经过一百多年的努力，在米制基础上建立的国际单位制(SI)，就是一种这样的单位制。在其包含的7个基本单位中，秒的定义建立在铯原子常量的基础上，实现的不确定度约为10-15量级，是全部单位中最好的;米的定义建立在真空光速和秒定义基础上;开尔文的定义建立在水三相点的特定物质常量基础上;摩尔的定义建立在碳原子常量和千克定义基础上;安培的定义建立在真空磁导率和米、千克、秒定义基础上;坎德拉的定义建立在特定单色辐射和米、千克、秒定义基础上;千克的定义则建立在特定宏观物体的脆弱基础上，对其进行修改的要求最为迫切，实现的可能方案尚在探索中。从对单位定义的理论要求看，基本单位最好仅仅定义在基本物理常量基础上，以便保持单位的尺度恒久不变;从对单位在实际测量中的使用要求看，则希望实现或复现的不确定度越小越好。计量学家只能在满足实际使用要求的前提下，去追求理论上的完善。

　　工程计量也称工业计量，是指各种工程、工业、企业中的实用计量，例如有关能源或材料的消耗、工艺流程的监控以及产品质量与性能的测试等。工程计量涉及面甚广，随着产品技术含量提高和复杂性的增大，为保证经济贸易全球化所必需的一致性和互换性，它已成为生产过程控制不可缺少的环节。

　　工程计量测试能力，实际上是一个国家工业竞争力的重要组成部分，在以高技术为基础的经济构架中显得尤为重要。随着微电子工业的迅速发展，纳米计量已成为热门话题，它涉及物体及其表面的特征，1纳米~1微米范围内测量对象的间隔或位移，例如超大规模集成芯片结构的线宽、台阶、膜厚等。利用纳米技术可以操纵单个原子，从而为制造量子器件或单电子器件以及制造原子密度的数据存储器提供了可能。如果说三四十年代的核技术是对物质潜在能量的开发，使“单位质量物质”的爆炸能力提升百万倍的话，那么，纳米技术将是对物质潜在信息和结构的开发，将使“单位体积物质”储存和处理信息的能力增加百万倍。这里，计量型原子力显微境和具有扫描隧道及原子力探头的扫描探针显微境，将为评定纳米测量不确定度的影响因素及统一纳米量值的方法提供有力手段。

　　法制计量是与法定计量机构工作有关的计量，涉及对计量单位、计量器具、测量方法及测量实验室的法定要求。法制计量由政府或授权机构根据法制、技术和行政的需要进行强制管理，其目的是用法规或合同方式来规定并保证与贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测、资源控制、社会管理等有关的测量工作的公正性和可靠性，因为它们涉及到公众利益和国家可持续发展战略。

　　法制计量的特征除了政府起主导作用，即由政府或代表政府的机构管理外，还有一个明显的特征：直接传递到公众一端，即直接与最终用户的计量器具及其测量结果有关。它涉及的不仅是有利益冲突而需要保护，以及测量结果需要公共机构予以特别关注或特殊信任的领域，还包括测量结果违背公众利益的领域，即保护与违背两者常常是并存的。例如，随着人们对健康日趋关心，先进的医疗设备发展迅速，愈来愈多的测量方法和计量器具被应用于医疗和保健，从而形成了“医疗计量”分支，涉及温度、压力、质量、超声、电离辐射、生物力学、脑电流、血液成分等有关参量的测量、分析及监控。忽视医疗计量会造成可怕的医疗事故。例如：超声波胎心仪的功率超差严重，无异于使胎儿在母腹中承受脑震荡;用伽马刀放射治疗肿瘤，因聚焦偏差过大使正常组织受过高剂量而坏死;用眼球激光治疗仪治疗白内障，因吸收功率而灼伤视网膜，造成不可逆转的失明悲剧。

　　现代计量科学技术的成就，保证了所用的法制计量器具被控制在最大允许误差范围之内，不仅减少了商贸、医疗、安全等诸多领域的纠纷，而且维护了消费者利益，促进了社会发展，从而给国民经济带来可观的效益。

　　由此可见，科学计量既为法制计量提供技术保障，或者说法制计量是以科学计量为其行政执法的技术基础，还为工程计量和新技术发展提供测量基础。正如俄国科学家门捷列夫说过的：“没有测量，就没有科学”。另一方面，科学计量本身又必须用最新的科技成果来发展自己，使之始终保持在先行位置，这就决定了它属于精确科学。正如王大珩院士指出的：“计量学是提高物理量量化精确性的科学，是物理的基础和前沿”。因此，计量事业理所当然地属于国家的基础设施事业之一。