Le misure delle grandezze fische si possono effettuare in due modi.
Misure dirette: sono le misure che si effettuano per confronto tra la grandezza data e un campione dell’unità di misura. Questo confronto avviene per mezzo di strumenti di misura, i quali possiedono quattro caratteristiche:
- Precisione: indice della qualità di uno strumento (misurando più volte la stessa grandezza, si devono ottenere risultati il più possibile vicini l'uno all'altro).
- Portata: è il più grande valore della grandezza fisica che lo strumento può misurare.
- Sensibilità: è il più piccolo valore o la più piccola variazione della grandezza fisica che lo strumento può misurare.
- Prontezza: è la rapidità con cui lo strumento risponde a una variazione della quantità da misurare.
Misure indirette: sono quelle in cui la misura di una grandezza fisica viene ricavata tramite operazioni matematiche a partire da misure diverse precedentemente effettuate.
Una stessa grandezza può anche essere misurata sia direttamente sia indirettamente: contare quanti quadrati di lato $1 \ cm$ possono stare sopra un appezzamento rettangolare di terreno porta ad una sua misura diretta, mentre una misura indiretta dello stesso terreno potrebbe essere calcolarne la lunghezza e la larghezza, e moltiplicare tra loro i risultati ottenuti per ottenere l’area del rettangolo.
Non si pensi che grandezze derivate possano essere misurate unicamente con misure indirette, né che grandezze fondamentali possano essere misurate solo per misure dirette: un termometro digitale, ad esempio, misura la temperatura (grandezza fondamentale) mediante la resistenza di un componente elettronico.