Метрологією називають науку про вимірювання, а також певну сферу людської діяльності, безпосередньо пов'язану з вимірами. Об'єктом дослідження метрології як науки є практично вся фізична картина світу. Мета наукової метрології полягає в пошуку і формалізації методів і підходів до здійснення точних і достовірних вимірювань будь-яких об'єктів, процесів або явищ, а також у створенні способів обробки і зберігання отриманих даних.
В даний час в вимірювальної науці виділяють три основних напрямки: фундаментальну, практичну і законодавчу метрологію. Фундаментальна метрологія, крім того, включає в себе общетеоретический і прикладної розділ.
У загальному плані фундаментальну метрологію можна охарактеризувати як розділ науки про вимірювання, службовець філософським і теоретичним базисом для всіх інших напрямків. Вона займається виробленням основних концепцій, теорій, а також створенням методів, моделей і математичного апарату для подальших досліджень і практичного застосування. Зокрема, в рамках общетеоретической метрології відбуваються побудови загальних концепцій та розробка спільних методів вимірювань. В метрології ж прикладної дані принципи конкретизуються стосовно до певних об'єктів, фізичних явищ і процесів. Таким чином, прикладна метрологія використовує результати загальнотеоретичних досліджень для створення конкретних методів вимірювань.
Законодавча метрологія, діючи почасти в області права, покликана забезпечити суспільство інструментом регламентування будь-яких аспектів, пов'язаних з вимірюваннями, мають практичне значення. Продуктом її дослідження є правила, норми і вимоги до здійснення вимірювань, що задовольняють поточної правовій системі держави.
Практична метрологія зводить воєдино результати, отримані в рамках досліджень фундаментального і законодавчого напрямки. Вона вивчає можливості і декларує правила і способи практичного застосування різноманітних методів вимірювань в різних областях людської діяльності.