為了實現對一種特定物理量的測量，需要涉及測量原理、測量方法和測量系統三個基本要素。 測量原理是指實現測量所依據的物理現象與物理定律的總體。例如，熱電偶測溫時所依據的熱電效應，輻射測溫時所依據的輻射定律，彈力測量時所依據的虎克定律等。 測量方法是指實現測量時所使用的技術方法。根據實現測量時所具有的不同特征，測量方法可分為電測法與非電測法、模擬量測量法與數字量測量法、單次測量法與多次測量法、等精度測量法與不等精度測量法、直接測量法與間接測量法以及偏差測量法與零位測量法等不同類型。 測量系統或測量儀器則是一種具有標定特性并用于測量的裝置，它的輸出量能夠反映測量信息并直接通過顯示裝置被操作者所接受。測量系統一般由若干個測量裝置與輔助裝置所組成，它們之間具有通信聯系，用來進行信息采集并發出便于傳遞、處理、顯示或用于控制目的的信號。在現代檢測技術中，測量系統與測量儀器之間在結構與功能上難以嚴格區分，因為現代測量儀器實際上也常是涉及多種科學領域的復雜系統。一個測量裝置稱之為系統或儀器都是相對的，在許多書中兩種名稱是等同的。
