Область загальних вимірювань велика: від щоденних побутових вимірювань часу, вуличної або кімнатної температури і таке інше до вимірювань найдрібніших частинок, з яких побудований атом; електромагнітних хвиль, що створюються і використовуються людиною на Землі, і хвиль, що приходять на Землю від невідомих джерел, розташованих на відстанях в сотні і тисячі світлових років (світловий рік – відстань, яку світловий промінь проходить за один рік. Один світловий рік дорівнює 9,461015 м).
Вимірювання служать для пізнання природи; точність вимірювань – це шлях до відкриттів, зберігання і застосування точних знань.
Проблема забезпечення високої якості продукції знаходиться в прямій залежності від ступеня метрологічного обслуговування виробництва. Це, значною мірою, проблема уміння правильно вимірювати параметри якості матеріалів і комплектуючих виробів, підтримувати задані технологічні режими, тобто вимірювати безліч параметрів технологічних процесів, результати вимірювань яких перетворяться в керуючі команди. В даний час не можна назвати жодної області народного господарства, численних видів обслуговування населення, в яких би значна роль не належала вимірюванням.
Метрологія органічно пов'язана із стандартизацією,і цей зв'язок виражається, перш за все, в стандартизації одиниць фізичних величин, системи державних еталонів, засобів вимірювань і методів повірок, в створенні стандартних зразків властивостей і складу речовин. У свою чергу, стандартизація спирається на метрологію, що забезпечує правильність і відтворюваність результатів випробувань матеріалів і виробів, а також запозичує з метрології методи визначення і контролю якості. Виключно велика роль вимірювань в підвищенні якості продукції. Вона полягає не тільки в контролі якості за допомогою засобів вимірювань, але і в забезпеченні необхідних показників якості в самому технологічному процесі за допомогою пристроїв активного контролю. Подальший прогрес повинен супроводжуватися швидким розвитком всіх напрямів вимірювальної техніки. Граничні технічні і метрологічні характеристики засобів вимірювань повинні бути істотно вище за максимальні вимоги, які пред'являються сьогодні промисловістю. Особливо слід зазначити актуальність напряму, що досить динамічно розвивається зараз в області нанометрії.
Третя науково-технічна революція, що відбувається в даний час, неможлива без особливо точних вимірювань і відповідних вимірювальних засобів. Зокрема, звернемося до нанометрології.Нанометрологія широко використовується для контролю інтегральних схем в процесі виробництва і після, а, особливо, при створенні нових поколінь напівпровідників, скорочуючи часовий розрив між розробкою і виробництвом. Існують оптичні установки, які у реальному часі виявляють, розпізнають і автоматично класифікують дефекти в кристалах кремнію з дозволом 70 нм в області глибокого ультрафіолету. Очікується документування методів виробництва і контролю наноструктур, в тому числі, правильності атомної структури і хімічного складу. Тоді як електронний мікроскоп залишається важливим інструментом для безлічі вимірювань, з наближенням технології до наномасштабу його все частіше доповнює скануючий тунельний мікроскоп, а все зростаюча щільність розміщення елементів, вимагає метрологічної інформації в трьох вимірюваннях.
Основа нанометрології– прецизійне позиціонування. Розміри і кількість елементів в інтегральних схемах і пристроях запису даних, а значить і тактико-технічні характеристики продукції, безпосередньо обумовлені досягнутим рівнем точності позиціонування і обробки поверхонь. Це, у свою чергу, визначає розміри устаткування, потрібного для виробництва схем і запису на носії, його масу, швидкість, енергоємність і вартість. Активно йде розробка методів ідентифікації нерівностей мікрооб'єктів для їх збірки з наночасток; створений лазерний комплекс, що дозволяє незалежно маніпулювати відразу 200 нанооб'єктами в трьох вимірюваннях. Системи такого рівня вимагають прецизійної обробки мікроскопічної оптики. Також технологія дозволяє виробляти пристрої тривимірної інтегральної оптики, шаблони фотонних кристалів, мультиплексори/демультиплексори, оптичні резонатори високої добротності і хвилеводи. Можливість створення складних поверхонь і тривимірних мереж каналів для рідин дає передумови для 10 створення біосенсорів і шаблонів для самозбірки наноструктур. Дуже важлива точність геометричної форми інструментів. Точніші інструменти дозволяють, у свою чергу, підвищити точність вимірювань і виробництва.
Удосконалювання методів і засобів вимірювання вимагає точного опису вимірювальних процедур, який спирається на коректне визначення мети і особливостей вимірювань. Це знаходить своє вираження в алгоритмізації вимірювань, коли змістовний опис процедур і результатів замінюється формалізованим.
Основним завданням вимірювань є встановлення числового значення параметрів, що характеризують властивості фізичної величини (ФВ) (об'єкту, явища, процесу тощо). Оцінка числового еквівалента (значення) величини, що характеризує властивості ФВ за допомогою експерименту (дослідження), виконується шляхом зрівняння вимірюваної величини з еталонною (значенням міри), що задовольняє вимогам системи забезпечення єдності вимірювань.
Особлива увага до операції зрівняння і відповідності вимогам системи забезпечення єдності вимірювань обумовлена введенням у вимірювальну процедуру числових перетворень. Саме потреба у відокремленні чисто обчислювальних процедур одержання кількісної інформації від вимірювальних призвела до виділення зазначених особливостей вимірювань
Вимірюватися можуть як параметри, так і залежності, що характеризують властивості ФВ. В останньому випадку результат вимірювання відноситься до значення залежності, що відповідає фіксованому значенню аргумента. Якщо за допомогою міри формується еталонна залежність, то можна проводити вимірювання функції, а не її окремого значення. Однак система забезпечення єдності вимірювань поки не охоплює вимірювань функцій, і тому подальше викладення відноситься до вимірювання величин і значень функцій при відомих значеннях аргументів. При необхідності встановлення виду залежності здійснюється її апроксимація за сукупністю вимірюваних значень функції.