基本概念
基本物理常數是物理領域的一些普适常數，主要是指原子物理學中常用的一些常數。最基本的有真空中光速с，普朗克常數h、基本電荷e、電子靜止質量me和阿伏伽德羅常數NA等。基本物理常數共有30多個，加上其組合量則有40—50個，它們之間有着深刻的聯系，并不是彼此獨立的。例如，電子的發現是通過對電子的荷質比e/m的測定獲得的；M.普朗克建立量子論的同時，發現了普朗克常數等。由此可見，基本物理常數出現于許多不同的物理現象之中，每一種物理現象的規律都同一種确定的常數有關。
物理學是一門實驗科學，它的理論和定律是建立在實驗測量的基礎上的。物理定律中各個物理量之間的關系，需要對每個物理量進行準确的測量。為此，物理學建立了嚴密的單位制體系，其中包括基本單位和導出單位。基本單位有嚴格的定義、科學的複現方法，并且在國際上可以進行彼此間的國際比對。上述物理量單位的定義、研究、保持、複現和比對均由各國的計量研究機構承擔，以保證物理量的精密測量在國際範圍内的統一。基本常數與微觀粒子有密切的關系。如基本電荷(e)、電子和質子的質量(me和mp)、裡德伯常數(R∞)和精細結構常數(α)等，它們在基本常數的有關方程中是相互關聯的。
定義單位基準
從1875年米制公約的建立到1960年采用國際單位制前的近一個世紀的發展中，基本單位的定義和複現是以經典物理學為基礎的。如一杆鉑銥合金米尺和一個鉑銥合金砝碼定義了長度單位米和質量單位千克，用地球繞太陽的公轉周期定義了時間單位秒，用通電導線之間的作用力定義電流單位安培等。這個時期是用宏觀實物或宏觀物理現象當作“不變量”來定義基本單位的。
物理學發展到今天，形成了許多分支，如固體物理學、原子物理學、原子核物理學、粒子物理學、天體物理學等等，包括大至宇宙、小至基本粒子的廣闊領域。但是物理學的這些分支都是用統一的物理理論結合在一起的，這些基本理論有經典電動力學、相對論（見狹義相對論、廣義相對論）、統計力學（見統計物理學）、量子力學等。這些理論的定量預言的準确程度，依賴于在理論中出現的基本物理常數值的準确性。特别重要的是，仔細研究由物理學不同領域的實驗所确定的這些常數值，能逐個考察物理學一些基本理論的一緻性和正确性。由于應用了高穩定激光、約瑟夫森效應、X射線幹涉術、量子霍耳效應等許多新方法，使基本物理常數測量的準确度有所提高，很多常數的測量準确度已達10－6量級，更高的可達10－8—10－10量級。常數的準确值增加一位，就會有可能發現物理學中前所未知的矛盾，或獲得解決今天所存在的某個矛盾的線索。
基本物理常數的重要性還表現在定義計量單位從而建立計量基準的工作上。普朗克早在1906年就建議用基本常數來定義計量基本單位，由于當時常數的測量準确度還很低，這個願望不能實現。20世紀60年代以來，随着常數值的準确度不斷提高，上述建議就有了現實意義。如由于可同時準确測量高穩定激光波長λ和頻率v，就能夠通過с=λv來準确定出真空中的光速с，長度單位可以通過時間單位（頻率的倒數）和光速с導出；與此類似，通過公式v=γpB（式中γp為質子回磁比）可以由頻率通過γp導出磁感應強度B，從而确定電流單位；在交流約瑟夫森效應中，由于v=(2e/h)·V，即可由頻率單位通過2e/h的SI制的值來确定電壓單位V；等等。可以看到，現在計量基準的發展趨勢就是利用目前準确度最高的頻率單位，通過有關的基本物理常數來定義其他的基本或導出單位。因此，未來的基本單位的定義和準确度在一定程度上依賴于基本物理常數的測定值和準确度。
在常數的數據處理中，多年來國際上一直采用最小二乘法平差來得出常數的一組最佳值。用這種方法可盡量減少常數最佳值的偶然誤差，但并不能消除測量中的系統誤差。
基本常數的平差是1929年R.伯奇首先進行的，他的工作一直繼續到1945年。後來三次平差是J.杜蒙和E.科恩進行的。1969年，B.泰勒等人根據交流約瑟夫森效應測量的e/h值以及其他有關常數值，結合量子電動力學的理論研究，作出了新的平差。
70年代以來，基本常數的平差工作，是在國際科學協會科學技術數據委員會（簡稱CODATA）的基本常數工作組的直接主持下進行的。有7個國家的專家參加了這項工作，由科恩和泰勒根據各國積累的實驗數據具體分析編纂而得。1973年他們曾正式發表了一組國際推薦的基本常數表，稱為1973年平差。
由于基本常數領域中工作的不斷進展，常數數值也會不斷更新，因此在大約十年左右将進行一次基本常數的新的平差，由此獲得新的國際推薦值。1986年完成了一次平差。它是由CODATA基本常數任務組的泰勒和科恩負責編纂的。與1973年常數平差的國際推薦值相比，1986年平差的國際推薦值的不确定度有了明顯的減小。大多數常數的不确定度減小一個量級。
根據天文和地球物理的觀測資料，一些物理學家提出了基本物理常數可能随時間變化的理論推測。這些推測可能有助于推動物理學家和計量學家去對基本物理常數進行更精密的實驗測量。但迄今為止，上述理論推測的論點還是不充分的，實驗上也沒有能夠證實基本物理常數有随時間的變化。
單位新基準
在研究原子物理學和量子力學的規律時，發現量子效應比宏觀現象具有更好的不變性。如電子在原子中運動，當它受到外界作用時，其能量發生的變化是不連續的，隻能在允許的能級之間躍遷。躍遷的能量變化ΔE=hν，式中h是一個恒定不變的量，稱為普朗克常數。在特定條件下的許多躍遷，其輻射頻率（ν）是非常穩定并具有很高複現性的不變量，十分适合用來定義計量單位和作為基準使用。激光頻标就是利用非常穩定的離子（或原子和分子）的躍遷頻率來複現長度單位米，并作為實用的長度基準或光頻标準。铯-133原子的超精細結構分量之間的躍遷的頻率現已用于定義時間單位秒，其頻率複現性已達10－15量級；激光頻率測量的準确度也已達到10－14量級。因此，頻率是當今人類測量中最準确的物理量。
可與頻率媲美的不變量就是基本物理常數。由于它們的數值不随地點和時間而異，即在世界各地及宇宙空間内可以普遍适用。如真空中光速c是一個基本物理常數，無論是普照大地的太陽之光，來自遙遠銀河的恒星之光，或是萬家燈火的電光，若隐若顯的螢火之光，其光速是同樣的數值。基本物理常數的不變性反映了自然界的一種規律性。許多物理理論和定律中都含有重要的基本物理常數，如相對論的公式中含有真空中光速c，量子力學的許多公式中含有普朗克常數h，引力定律中含有引力常數G等。
基本物理常數有很好的恒定性使其可以用于定義基本單位。長度和電單位已采用基本物理常數來重新定義或複現。随着科學技術的迅速發展，将來會有更多的基本單位采用這種方法來重新定義或複現，即用相應的确定頻率和基本物理常數作為不變量來定義和複現基本單位。
物理學家和計量學家的目标是不斷探索新的更完善的不變量作為基本單位的定義。不變量越是恒定，才能覺察和探索自然界任何細微變化的規律。
國際科技數據委員會（CODATA）2006年推薦的平差的基本物理常數值包括了20個基本物理常數和兩個轉換因子。
空間尺度
宇宙範圍極限：1.00×1027m
超星系團：1.00×1025m
銀河系半徑：7.6×1022m
光年的距離：1.00×1016m
太陽半徑：7×108m
地球半徑：6×106m
人類平均身高：1.5m
人類紅細胞直徑：1.00×10－5m
細菌線度：1.00×10－8m
原子線度：1.00×10－9m
原子核線度：1.00×10－14m
基本粒子線度：1.00×10－16m
