计量的发展，大体上可分为三个阶段。

1．古典阶段
古典阶段是以权力和经验为主的初级阶段，没有或者没有充分的科学依据。作为最高依据的计量基准，多用人体的某一部分、动物的丝毛或某种能力、植物果实、乐器以及物品等。
例如，我国古代的“布手知尺”、“掬手为升”、“十发为程”、“十程为分”；英国的“码”，是英王亨利一世将其手臂向前平伸，从其鼻尖到指尖的距离；英尺是查理曼大帝的脚长；英亩是二牛同扼一日翻耕土地之面积，等等。

2．经典阶段
从世界范围看，1875年“米制公约”的签定，可认为是经典阶段的开始。随着科学技术的进步和社会生产力的发展，计量基准已开始摆脱利用人体、自然物体等的原始状态，进入了以科学为基础的发展阶段。由于科技水平的限制，这个时期的计量基准都是在经典理论指导下的宏观器具或现象。例如，根据地球子午线长度的1/4的1/10 000 000，用铂铱合金制造的长度基准米原器；根据1立方分米的水在其密度最大时的温度下的质量，用铂铱合金制造的质量单位基准千克原器；根据两通电导线之间产生的作用力而定义的电流单位安培；根据地球围绕太阳的转动周期而确定的时间单位秒；等等。
这类宏观实物基准，随着时间的推移，由于物理的、化学的以及使用中的磨损等原因，难免发生微小的变化。另外，由于原理和技术的限制，该类基准的准确度亦难以大幅度提高，以致不能满足日益发展的社会需要。于是便提出了建立更稳定、更精确的新型计量基准的课题。

3．现代阶段
现代阶段的基本标志是由经典理论为基础转为量子理论为基础，由宏观实物基准转为微观量子基准。
建立在量子理论基础上的微观自然基准，或称量子基准，比宏观实物基准优越的多，更精确、更稳定可靠。因为，根据量子理论，微观世界的量，只能是跃进式的改变，而不可能发生任意的微小变化；同时，同一类物质的原子和分子都是严格一致的，不随时间和地点而改变。这就是微观世界的所谓稳定性和齐一性。量子基准就是利用了微观世界所固有的这种稳定性和齐一性而建立的。
迄今为止，国际上已正式确立的量子基准有长度单位米基准、时间单位秒基准、电压单位伏特基准和电阻单位欧姆基准。