Las unidades de medida proporcionan estándares para que los números de nuestras mediciones se refieran a la misma cosa. La medición es el proceso de asignar números a una cantidad física para describirla con precisión. Las cantidades pueden referirse al tamaño, la masa, el tiempo, la temperatura u otras propiedades observables.
Por ejemplo, el metro es la unidad básica de longitud en el Sistema Internacional. Históricamente, el metro se había definido mediante una varilla patrón; desde 1983 se establece como la distancia que recorre la luz en el vacío en un intervalo de tiempo específico, vinculando así el metro a la velocidad de la luz y a la definición del segundo.
En distintas épocas y regiones se han utilizado unidades diferentes; hoy la mayor parte de las unidades se inscriben en uno de varios sistemas de unidades, con normas y convenciones que facilitan el intercambio científico y comercial.
Los sistemas más antiguos y todavía en uso en ciertos países son el sistema imperial británico y el sistema consuetudinario estadounidense. Ambos usan el pie como unidad de longitud, la libra como unidad de masa o peso en el uso cotidiano, y el segundo para medir el tiempo. Además contienen otras unidades tradicionales; por ejemplo, hay 12 pulgadas en un pie y 16 onzas en una libra.
El sistema más extendido a nivel internacional es el sistema métrico, formalizado como el SI (Sistema Internacional de Unidades). Su principio decimal facilita las conversiones: se forman unidades mayores o menores por factores de 10, 100 o 1000 (por ejemplo, 100 centímetros en un metro o 1000 gramos en un kilogramo). El SI toma el metro y el kilogramo entre sus unidades base, junto con el segundo y otras magnitudes fundamentales.
La medición del tiempo no sigue el patrón decimal en su uso cotidiano. La segunda, unidad base del tiempo en el SI, se subdivide y agrupa según un sistema tradicional sexagesimal: 60 segundos forman un minuto y 60 minutos forman una hora. En la práctica científica la segunda se define con gran precisión mediante la frecuencia de una transición atómica (cesio).
En las últimas décadas las definiciones de las unidades básicas se han alineado con constantes físicas para mejorar la estabilidad y reproducibilidad. Por ejemplo, en 2019 varias unidades del SI, incluido el kilogramo, fueron redefinidas relacionándolas con constantes universales (como la constante de Planck), de modo que las unidades ya no dependen de artefactos materiales sino de magnitudes físicas medibles con precisión.
