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計量學按照國際計量局（BIPM），國際標準化組織（ISO）與國際法制計量組織（OIML）以及國際臨床化學聯合會（IFCC）、國際現論和應用化學聯合會（IUPAC）和國際理論與應用物理學聯合會（IUPAP）等七個國際組織聯合制訂的《國際通用計量學基本術語》（1993年版），計量學被定義為「測量學科」。並在註解中說明：「計量學包括涉及測量理論和實用的各個方面，不論其不確定度如何，也不論其用於什麼測量技術領域。」

全國法制計量管理技術委員會發布的JJF 1001-2011《通用計量名詞及定義》中，計量學的定義是：「測量及其應用的科學。（註：計量學涵蓋有關測量的理論及其不論其測量不確定度大小的所有應用範圍）」。

學科概述

從科學的發展來看，計量曾經是物理學的一部分，後來隨着領域和內容的擴展，形成了一門研究測量理論和實踐的綜合性科學，成為一門獨立的學科——計量學。按JIF 1001——2011《通用計量術語及定義》，計量學（metrology）是「測量及其應用的科學」，計量學涵蓋有關測量的理論與實踐的各個方面[2]。而不論測量的不確定度如何，也不論測量是在科學技術的哪個領域中進行的。計量學研究的對象涉及有關測量的各個方面，如：可測的量；計量單位和單位制；計量基準、標準的建立、復現、保存和使用；測量理論及其測量方法；計量檢測技術；測量儀器（計量器具）及其特性；量值傳遞和量值溯源，包括檢定、校準、測試、檢驗和檢測。

計量學作為一門科學，它同國家法律、法規和行政管理緊密結合的程度，在其他學科中是少有的。計量是科學技術和管理的結合體，它包括計量科技和計量管理兩個方面。兩者相互依存、相互滲透，即計量管理工作具有較強的技術性，而計量科學技術中又涉及較強的法制性。因此。計量科學的研究不僅涉及有關計量科學技術，同時涉及有關法制計量和計量管理的內容。計量學有時簡稱計量。隨着科學技術和生產的發展。計量學的內容還會更加豐富。

計量學通常採用了當代的最新科技成果，計量水平往往反映了科技水平的高低。計量又是科學技術的基礎。沒有計量就沒有科技的發展。計量學的發展將大大推動科學技術的發展。

研究內容

從計量學這種廣義定義，表明現代計量學所包括內容的豐富，它研究的主要方向有：

1、研究計量單位及其基準、標準的建立、復現、保存和使用；

2、研究計量與測量器具的特性和測量方法；

3、研究測量不確定度和誤差理論的實際應用；

4、研究計量、測量人員的測量能力和檢定、核准能力；

5、研究基本物理常數、標準物質、材料特性等的有關理論和測量；

6、研究一切測量理論和實踐問題；

7、研究計量法制和計量管理問題。

應用範圍

計量學應用的範圍十分廣泛。人們從不同角度，對計量學進行過不同的劃分。按計量應用的範圍，即按社會服務功能劃分，通常把計量分為法制計量、科學計量和工業計量。我國按專業把計量分為十大類計量，即幾何量計量、熱學計量、力學計量、電磁學計量、電子學計量、時間頻率計量、電離輻射計量、聲學計量、光學計量、化學計量。

幾何量計量

幾何量計量在習慣上又稱長度計量。其基本參量是長度和角度。按項目分類，包括：線紋計量、端度計量、線脹係數、大長度計量、角度計量、表面粗糙度、齒輪、螺紋、面積、體積等計量；也包括形位參數：直線度、平面度、圓度、垂直度、同軸度、平行度、對稱度等計量；以及空間坐標計量、納米計量等。幾何量計量的應用十分廣泛，絕大部分物理量都是以幾何量信息的形式進行定量描述的，在計量單位中占有重要地位。

熱學計量

熱學計量主要包括溫度計量和材料的熱物性計量。溫度計量按國際實用溫標劃分可分為高溫計量、中溫計量和低溫計量。熱物性是重要的工程參量，熱物性計量包括導熱係數、熱膨脹、熱擴散率、比熱容和熱導特性等方面。通常在工業化自動生產過程中，溫度、壓力、流量是三個常用的熱工量參數，為了與實際應用相結合，通常把壓力、真空和流量放入熱學計量部分，而把這部分稱為「熱工計量」，但按專業劃分，即按「量和單位」分類劃分，壓力、真空和流量應屬於力學量。有時把熱物性計量納入化學計量中，則熱學計量簡稱為溫度計量。

力學計量

力學計量作為計量科學的基本分支之一，其內容極為廣泛。力學計量涉及的領城包括：質量計量、容量計量、力值計量、壓力計量、真空計量、流量計量、密度計量、轉速計量、扭矩計量、振動和衝擊計量、重力加速度等計量，也包括表徵材料機械性能的硬度計量等技術參量。力學計量是計量學中發展最早的分支之一，古代「度量衡」中的「量」和"衡"就是當今所謂的容量計量和質量計量。隨着現代工業生產和社會經濟的發展，特別是近代物理學和計算技術的發展，力學計量的研究內容和手段在不斷地擴充和擴展。

電磁學計量

電磁學計量的內容十分廣泛，其分類方法也多種多樣。按學科分，可分為電學計量和磁學計量；按工作頻率分，可分為直流電計量和交流電計量兩部分[5]。電磁計量所涉及的專業範圍包括：直流和1MHz以下交流的阻抗和電量精密交直流測量儀器儀表、模數/與數模轉換技術和交流、直流比例技術、磁學量、磁性材料和磁記錄材料、磁測量儀器儀表以及量子計量等。電學計量包括：交直流電壓、交直流電流、電能、電阻、電容、電感、電功率等計量[6]。磁學計量包括：磁通、磁矩、磁感應強度等磁學量的計量。電磁計量具有較高的準確度、靈敏度.能夠實現連續測量，便於記錄和進行數據處理，並可實施遠距離測量，人們越來越多地將各種非電量轉換為電磁量進行測量，實現了多源傳感器觀測信息的實時可視化。實際應用表明,系統可以很好的實現傳感器的註冊,傳感器信息的獲取和傳遞以及感知信息的可視化。

電子學計量

電子學計量習慣上又稱為無線電計量。從電子學計量覆蓋的頻率範圍看，包括超低頻、低頻、高頻、微波計量、毫米波和亞毫米波整個無線電頻段各種參量的計量。無線電計量需要測量的參數眾多，大致可以分為兩類：表徵信號特徵的參量，如電壓、電流、場強、功率、電場強度、磁場強度、功率通量密度、頻率、波長、波形參數、脈衝參量、失真、調製度(調幅、調頻、調相)、頻譜參量、噪聲等；表徵網絡特性的參量，如集總參數電路參量(電阻、電導、電抗、電納、電感、電容)、反射參量(阻抗、電壓駐波比、反射係數、回波損失)、傳輸參量(衰減、相移、增益、時延)以及電磁兼容性等。電子學計量發展迅速，隨着電子技術及通信技術的迅猛發展和智能型測量儀器、自動測試儀器的廣泛應用，電子學計量在計量工作中發揮了越來越重要的作用。

時間頻率計量

時間頻率計量所涉及的是時間和頻率量，時間是基本量，而頻率是導出量。時間計量的內容包括：時刻計量和時間間隔計量。頻率計量的主要對象，是對各種頻率標準簡稱頻標)、晶體振盪器和頻率源的頻率準確度、長期穩定度、短期穩定度以及相位噪聲的計量，以及對頻率計數器的檢定或校準。

電離輻射計量

電離輻射計量的主要任務是三個：一是測量放射性本身有多少的量，即測量放射性核素的活動；二是測量輻射和被照介質相互作用的量：三是中子計量。電離輻射計量應建立放射性活度，X、γ射線吸收量，X、γ射線照射量和中子注量等計量基準和標準，開展對標準輻射源、醫用輻射源、活度計、X、γ譜儀、比釋動能測量儀、劑量計、照射量計、注量測量儀、電離輻射防護儀等測量儀器的檢定和校準。電離輻射計量廣泛應用於科學技術研究、核動力、核燃料、工農業生產、生物學、醫療衛生、環境保護、安全防護、資源勘探、軍事國防等各個領域和部門。

聲學計量

聲學計量包括超聲、水聲、空氣聲的各項參量的計量，聲壓、聲強、聲功率是其主要參量，還包括聲阻、聲能、傳聲損失、聽力等計量。這些參量的測量和研究是聲學計量技術的基礎。聲學計量包括以下內容：如空氣聲聲壓計量、超聲聲強和聲功率計量、水聲聲壓計量、聽覺計量和機械噪聲聲功率及噪聲聲強計量。聲學計量在量值傳遞、溯源過程中，所檢定或校準的對象有傳聲器聲級計、聽力計、超聲功率計、水聽器、標準噪聲源及醫用超聲源、超聲探傷儀、超聲測厚儀等。水聲計量已成為研究和利用海洋，以及進行探測、導航、通訊等的一種強有力的手段，在國防和經濟建設中有着廣泛的應用。

光學計量

光學計量包括自紅外、可見光到紫外的整個光譜波段的各種參量的計量。根據研究對象的不同，光學計量主要包括:輻射度計量(輻射能量、輻射強度、輻射亮度、輻射照度、曝輻射量)，光度計量(發光強度、光亮度、光出射度、光照度、光量、曝光量)，激光輻射度計量(激光輻射量、激光輻射時域參量、激光輻射空域參量)，材料光學參數計量(材料反射特性參數、材料透射特性參數)，色度計量，光纖參數計量，光輻射探測器參數計量等。光學計量還包括:眼科光學計量，成像光學計量，幾何光學計量等。

化學計量

隨着測量科學的不斷發展，化學已從局限於定性描述一些化學現象逐步發展成為當今的定量描述物質運動的內在聯繫的一門基礎科學，而化學計量則是在不同空間和時間裡測量同一量時為保證其量值統的基本手段。由於物質和化學過程的多樣性和複雜性，在大多數化學測量中，物質都要經歷某些化學變化，而且產生消耗，所以廣泛採用相對測量法進行測量。由於化學過程的這一特點，在化學計量中多採用標準物質來進行量值傳遞和溯源，以及通過有關部門頒布標準測量方法、標準參考數據，建立量值傳遞和溯源體系。標準物質的研製在化學計量中十分重要。標準物質按特性分類分為:化學成分標準物質、物理化學特性標準物質、工程技術特性標準物質。化學計量包括燃燒熱、酸鹼度、電導率、黏度、濕度、基準試劑純度等計量，也包括為建立生物技術可溯源的測量體系，開展生物量計量。