定義
測量不确定度是“表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯系的參數”。
這個定義中的“合理”，意指應考慮到各種因素對測量的影響所做的修正，特别是測量應處于統計控制的狀态下，即處于随機控制過程中。也就是說，測量是在重複性條件（見JJF1001－2011《通用計量術語及定義》第5.14條，本文×.×條均指該規範的條款号）或複現性條件（見5.15條）下進行的，此時對同一被測量做多次測量，所得測量結果的分散性可按5.17條的貝塞爾公式算出，并用重複性标準〔偏〕差sr或複現性标準〔偏〕差sR表示。
定義中的“相聯系”，意指測量不确定度是一個與測量結果“在一起”的參數，在測量結果的完整表示中應包括測量不确定度。
通常測量結果的好壞用測量誤差來衡量，但是測量誤差隻能表現測量的短期質量。測量過程是否持續受控，測量結果是否能保持穩定一緻，測量能力是否符合生産盈利的要求，就需要用測量不确定度來衡量。測量不确定度越大，表示測量能力越差；反之，表示測量能力越強。不過，不管測量不确定度多小，測量不确定度範圍必須包括真值（一般用約定真值代替），否則表示測量過程已經失效。
原理
測量不确定度從詞義上理解，意味着對測量結果可信性、有效性的懷疑程度或不肯定程度，是定量說明測量結果的質量的一個參數。實際上由于測量不完善和人們的認識不足，所得的被測量值具有分散性，即每次測得的結果不是同一值，而是以一定的概率分散在某個區域内的許多個值。雖然客觀存在的系統誤差是一個不變值，但由于我們不能完全認知或掌握，隻能認為它是以某種概率分布存在于某個區域内，而這種概率分布本身也具有分散性。測量不确定度就是說明被測量之值分散性的參數，它不說明測量結果是否接近真值。
為了表征這種分散性，測量不确定度用标準〔偏〕差表示。在實際使用中，往往希望知道測量結果的置信區間，因此，在本定義注1中規定：測量不确定度也可用标準〔偏〕差的倍數或說明了置信水準的區間的半寬度表示。為了區分這兩種不同的表示方法，分别稱它們為标準不确定度和擴展不确定度。
來源
在實踐中，測量不确定度可能來源于以下10個方面：
⑴對被測量的定義不完整或不完善；
⑵實現被測量的定義的方法不理想；
⑶取樣的代表性不夠，即被測量的樣本不能代表所定義的被測量；
⑷對測量過程受環境影響的認識不周全，或對環境條件的測量與控制不完善；
⑸對模拟儀器的讀數存在人為偏移；
⑹測量儀器的計量性能的局限性。測量儀器的不準或測量儀器的分辨力、鑒别力不夠；
⑺賦與計量标準的值和參考物質（标準物質）的值不準；
⑻引用于數據計算的常量和其它參量不準；
⑼測量方法和測量程序的近似性和假定性；
⑽在表面上看來完全相同的條件下，被測量重複觀測值的變化。
由此可見，測量不确定度一般來源于随機性和模糊性，前者歸因于條件不充分，後者歸因于事物本身概念不明确。這就使得測量不确定度一般由許多分量組成，其中一些分量可以用測量列結果（觀測值）的統計分布來進行估算，并且以實驗标準〔偏〕差（見5.17條）表征；而另一些分量可以用其它方法（根據經驗或其它信息的假定概率分布）來進行估算，并且也以标準〔偏〕差表征。所有這些分量，應理解為都貢獻給了分散性。若需要表示某分量是由某原因導緻時，可以用随機效應導緻的不确定度和系統效應導緻的不确定度，而不要用“随機不确定度”和“系統不确定度”這兩個業已過時或淘汰的術語。例如：由修正值和計量标準帶來的不确定度分量，可以稱之為系統效應導緻的不确定度。
結果
不确定度當由方差得出時，取其正平方根。當分散性的大小用說明了置信水準的區間的半寬度表示時，作為區間的半寬度取負值顯然也是毫無意義的。當不确定度除以測量結果時，稱之為相對不确定度，這是個無量綱量，通常以百分數或10的負數幂表示。
認識過程
在測量不确定度的發展過程中，人們從傳統上理解它是“表征（或說明）被測量真值所處範圍的一個估計值（或參數）”；也有一段時期理解為“由測量結果給出的被測量估計值的可能誤差的度量”。這些曾經使用過的定義，從概念上來說是一個發展和演變過程，它們涉及到被測量真值和測量誤差這兩個理想化的或理論上的概念（實際上是難以操作的未知量），而可以具體操作的則是現定義中測量結果的變化，即被測量之值的分散性。早在七十年代初，國際上已有越來越多的計量學者認識到使用“不确定度”代替“誤差”更為科學，從此，不确定度這個術語逐漸在測量領域内被廣泛應用。1978年國際計量局提出了實驗不确定度表示建議書INC-1。1993年制定的《測量不确定度表示指南》得到了BIPM、OIML、ISO、IEC、IUPAC、IUPAP、IFCC七個國際組織的批準，由ISO出版，是國際組織的重要文獻。中國也已于1999年頒布了與之兼容的測量不确定度評定與表示計量技術規範。至此，測量不确定度評定成為檢測和校準實驗室必不可少的工作之一。
意義
測量不确定度是一個新的術語，它從根本上改變了将測量誤差分為随機誤差和系統誤差的傳統分類方法，它在可修正的系統誤差修正以後，将餘下的全部誤差劃分為可以用統計方法計算的（A類分量）和其他方法估算的出類分量）兩類誤差。A類分量是用多次重複測量以統計方法算出的标準偏差σ來表征，而B類分量是用其他方法估計出近似的“标準偏差”u來表征，并可像标準偏差那樣去處理u。若上述分量彼此獨立，通常可用方差合成的方法得出合成不确定度的表征值。由于不确定度是未定誤差的特征描述，故不能用于修正測量結果。
不确定度
不确定度的含義是指由于測量誤差的存在，對被測量值的不能肯定的程度。反過來，也表明該結果的可信賴程度。它是測量結果質量的指标。不确定度越小，所述結果與被測量的真值愈接近，質量越高，水平越高，其使用價值越高；不确定度越大，測量結果的質量越低，水平越低，其使用價值也越低。在報告物理量測量的結果時，必須給出相應的不确定度，一方面便于使用它的人評定其可靠性，另一方面也增強了測量結果之間的可比性。
