وضعت النواة الأولى للنظام العالمي لوحدات القياس في 22 يونيو 1799 إبان الثورة الفرنسية وكانت البداية بوحدتين فقط هما: المتر لقياس الطول والكيلوغرام لقياس الكتلة.
وفي عام 1832، قام العالم الألماني «جاوس» (Carl Friedrich Gauss) بتطوير النظام العالمي لوحدات القياس وجعله نظامًا متكاملًا لوحدات قياس العلوم الفيزيائية، وكان مكونًا من الطول، الكتلة والزمن. وفيما بعد قام العالمان جاوس وويبر بإضافة وحدات قياس الطاقة الكهربائية.
في عام 1860، قام العالمان «ماكسويل» (James Clerk Maxwell) و«تومسون» (Joseph John Thomson) بتوضيح الحاجة لنظام وحدات أساسية ووحدات أخرى مُشتقة، وفي عام 1874 قدما السنتيمتر للطول والغرام للكتلة والثانية للزمن (نظام وحدات سنتيمتر غرام ثانية، اختصارًا CGS).
وفي عام 1880، تم اعتُمِد الأوم لقياس المقاومة الكهربائية، الفولت لقياس فرق الجهد الكهربائي والأمبير لقياس شدة التيار الكهربائي.
في عام 1954 اتُّخِذ الكلفن كوحدة لقياس درجة الحرارة والكاندلا لقياس شدة الضوء واتُّفِق على الأمبير مرة أخرى كوحدة عالمية لقياس شدة التيار الكهربائي، وتم اعتمادهم كوحدات أساسية.
وأخيرًا في عام 1971، وُضِع اسم «النظام العالمي لوحدات القياس» (SI)
وهو عبارة عن الأحرف الأولى من الكلمات الفرنسية (Système International d’Unités).
تضمنت النسخة الأخيرة والحالية للوحدات إضافة «المول-Mole» كوحدة لقياس كمية المادة، ليصبح بذلك عدد الوحدات الأساسية سبعا، ولكنها قد تتغير أو تتطور في أي وقت تبعًا للأبحاث العلمية.
المتر (Meter (m:
هو المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ في زمن قدره 1/299 792 458 من الثانية.
الكيلوغرام Kg) Kilogram):
ويساوي وزن النموذج المصنوع من مادتي البلاتينيوم والايريديام المحفوظ في المكتب الدولي للوحدات والقياس، والكيلوغرام هو الوحدة الوحيدة المُعَرّفة بشيء مادي مصنوع وليس بقيم فيزيائية.
الثانية (Second (s:
وتساوي مدة 9 192 631 770 دورة من الإشعاع الصادر عند الانتقال بين مستويين من الطاقة في الحالة القاعية لذرة سيزيوم .Cs133
الأمبير (Ampere (A:
هو مقدار التيار الثابت الذي إذا تم توفيره بين موصلين متوازيين، ذوي طول لا نهائي، قطر مهمل وبينهما مسافة واحد متر في الفراغ، سيولد قوة مقدارها 2*10^-7 N/m
الكِلفن (Kelvin (K:
وهو يساوي 1/273.16 من درجة الحرارة الديناميكية للنقطة الثلاثية للماء وهي النقطة التي تكون فيها الحالات الثلاثة الفيزيائية (غازية، سائلة، صلبة) في حالة توازن.
المول mol) Mole):
وهو كمية المادة الموجودة في نظامٍ ما يحتوي على عدد من الجسيمات مساو لعدد الذرات في 0.012 كيلوغرام من مادة الكربون 12 (C12).
الكاندلا (Candela (cd:
هي شدة الإضاءة في اتجاه محدد، من مصدرٍ يُصدر إشعاعًا أحادي اللون بتردد يساوي 540*10^12 هرتز وله شدة اشعاع في نفس الاتجاه تساوي 1/683 وات/ستريديان.
الصورة التالية توضح العلاقات بين مختلف الوحدات العالمية:
