計量的發(fā)展，大體上可分為三個階段。

　　1、古典階段

　　古典階段是以權力和經驗為主的初級階段，沒有或者沒有充分的科學依據。作為最高依據的計量基準，多用人體的某一部分、動物的絲毛或某種能力、植物果實、樂器以及物品等。

　　例如，我國古代的“布手知尺”、“掬手為升”、“十發(fā)為程”、“十程為分”；英國的“碼”，是英王亨利一世將其手臂向前平伸，從其鼻尖到指尖的距離；英尺是查理曼大帝的腳長；英畝是二牛同扼一日翻耕土地之面積，等等。

　　2、經典階段

　　從世界范圍看，1875年“米制公約”的簽定，可認為是經典階段的開始。隨著科學技術的進步和社會生產力的發(fā)展，計量基準已開始擺脫利用人體、自然物體等的原始狀態(tài)，進入了以科學為基礎的發(fā)展階段。由于科技水平的限制，這個時期的計量基準都是在經典理論指導下的宏觀器具或現象。例如，根據地球子午線長度的1/4的1/10 000 000，用鉑銥合金制造的長度基準米原器；根據1立方分米的水在其密度最大時的溫度下的質量，用鉑銥合金制造的質量單位基準千克原器；根據兩通電導線之間產生的作用力而定義的電流單位安培；根據地球圍繞太陽的轉動周期而確定的時間單位秒；等等。

　　這類宏觀實物基準，隨著時間的推移，由于物理的、化學的以及使用中的磨損等原因，難免發(fā)生微小的變化。另外，由于原理和技術的限制，該類基準的準確度亦難以大幅度提高，以致不能滿足日益發(fā)展的社會需要。于是便提出了建立更穩(wěn)定、更精確的新型計量基準的課題。

　　3、現代階段

　　現代階段的基本標志是由經典理論為基礎轉為量子理論為基礎，由宏觀實物基準轉為微觀量子基準。

　　建立在量子理論基礎上的微觀自然基準，或稱量子基準，比宏觀實物基準優(yōu)越的多，更精確、更穩(wěn)定可靠。因為，根據量子理論，微觀世界的量，只能是躍進式的改變，而不可能發(fā)生任意的微小變化；同時，同一類物質的原子和分子都是嚴格一致的，不隨時間和地點而改變。這就是微觀世界的所謂穩(wěn)定性和齊一性。量子基準就是利用了微觀世界所固有的這種穩(wěn)定性和齊一性而建立的。

　　迄今為止，國際上已正式確立的量子基準有長度單位米基準、時間單位秒基準、電壓單位伏特基準和電阻單位歐姆基準。