Измерить какой-либо размер — значит сравнить его с другим определенным размером, принятым за единицу измерения. В процессе измерения мы узнаем, во сколько раз измеряемая величина больше (или меньше) соответствующей величины, принятой за единицу. Средства измерения, дающие численную величину размера, носят название измерительных инструментов и приборов.
Все средства измерения и контроля можно разделить на три основные группы: меры; калибры; универсальные инструменты и приборы. Мерами называются инструменты, при помощи которых воспроизводят единицы измерения либо их кратные значения. К мерам относятся концевые и угловые плитки, образцовые штриховые меры, рулетки, масштабные линейки, метры-компараторы, лимбы и пр.
Калибры — бесшкальные измерительные инструменты, предназначенные для контроля размеров, форм и взаимного расположения частей изделия. В основу конструирования калибров положен принцип подобия, согласно которому калибры должны быть прототипом сопрорягаемой детали.
Универсальные измерительные средства по конструктивным признакам делятся на: штриховые инструменты, оснащенные нониусом (штангенинструменты, универсальные угломеры и т. д.); микрометрические инструменты и приборы; рычажно-механические приборы (миниметры, индикаторы часового типа, рычажные микрометры и т.д.) и некоторые другие.
Метод измерения определяется совокупностью используемых измерительных средств и условий измерения. Различают следующие методы измерения: абсолютный — определение измеряемой величины (ее оценка) с помощью мерительного инструмента, например измерение размеров изделия с помощью штангенциркуля; относительный (сравнительный) — определение величины (ее оценка) отклонения замеряемого размера от требуемой установленной меры или образца. Приборы для измерения относительным методом не так удобны, потому что их необходимо предварительно настраивать, но они дают высокую точность измерения. Как правило, каждое измерение может быть произведено как абсолютным, так и относительным методом; прямой — непосредственная оценка значения искомой величины или отклонений от нее путем прикладывания специальных измерительных приспособлений или приборов. Прямой метод измерения наиболее удобен среди других, поэтому на производстве предпочитают там, где это возможно, пользоваться им; косвенный — оценка искомой величины или отклонений от нее по результатам измерения другой величины, связанной с искомой определенной зависимостью. Примерами косвенного метода измерения могут служить определение величины дуги по результатам измерения длины хорды, определение диаметра малого отверстия в труднодоступном для измерения месте замером диаметра цилиндрического пальца (втулки), входящего в данное отверстие.
На практике часто приходится сопоставлять точность прямых и косвенных измерений. Следует сказать, что в некоторых случаях косвенные измерения оказываются более точными, чем прямые. Например, в случае измерения межцентрового расстояния отверстий замеряют кратчайшее расстояние между отверстиями по их образующим, а затем к этому числовому значению добавляют величины радиусов одного и другого отверстий.