为了实现对一种特定物理量的测量，需要涉及测量原理、测量方法和测量系统三个基本要素。 测量原理是指实现测量所依据的物理现象与物理定律的总体。例如，热电偶测温时所依据的热电效应，辐射测温时所依据的辐射定律，弹力测量时所依据的虎克定律等。 测量方法是指实现测量时所使用的技术方法。根据实现测量时所具有的不同特征，测量方法可分为电测法与非电测法、模拟量测量法与数字量测量法、单次测量法与多次测量法、等精度测量法与不等精度测量法、直接测量法与间接测量法以及偏差测量法与零位测量法等不同类型。 测量系统或测量仪器则是一种具有标定特性并用于测量的装置，它的输出量能够反映测量信息并直接通过显示装置被操作者所接受。测量系统一般由若干个测量装置与辅助装置所组成，它们之间具有通信联系，用来进行信息采集并发出便于传递、处理、显示或用于控制目的的信号。在现代检测技术中，测量系统与测量仪器之间在结构与功能上难以严格区分，因为现代测量仪器实际上也常是涉及多种科学领域的复杂系统。一个测量装置称之为系统或仪器都是相对的，在许多书中两种名称是等同的。