Систе́мы едини́ц измере́ний, совокупности основных и производных единиц измерений вместе с их дольными и кратными единицами, определёнными в соответствии с установленными для данной системы правилами. Метод построения систем единиц измерения первоначально был разработан К. Гауссом. Системы единиц измерения строятся путём выбора минимального числа основных единиц, через которые выражают все практически применяемые единицы измерений, называемые производными. Размеры основных единиц измерений в данной системе единиц измерения принимаются по соглашению и могут различаться в разных системах. Число основных единиц в системе выбирается из соображений удобства её применения. Например, метрическая система мер 1791 г. базировалась на одной основной единице – метре, затем на двух – метре и килограмме. Производные единицы образуются в соответствии с уравнениями, связывающими соответствующие величины с величинами основных единиц. Первоначально предполагалось, что основные единицы должны воспроизводиться совершенно независимо друг от друга. Фактически в системе единиц измерения появились значительные отступления от этого принципа. Например, в Международной системе единиц СИ (SI) метр по определению (резолюция 17-й Генеральной конференции по мерам и весам, 1983) связан с секундой. Единицам, входящим в конкретную систему единиц измерения, приписывают символическую размерность, отражающую их связь с основными единицами этой системы. В систему единиц измерений могут входить единицы безразмерных величин.

Этапом в истории развития систем единиц измерений стала появившаяся в 1881 г. система единиц СГС (дальнейшее развитие системы единиц Гаусса), в которой приняты три основные единицы: длины – сантиметр, массы – грамм, времени – секунда. Позднее, в связи с необходимостью применения системы СГС для измерений не только механических, но и электромагнитных величин, были введены её разновидности (системы СГСЭ, СГСМ и др.). Следующим этапом стало принятие в 1950 г. системы единиц Джорджи (системы МКСА), в которой к метру, килограмму и секунде добавилась четвёртая основная единица – ампер. Дальнейшее развитие подобных систем привело к разработке и принятию в 1960 г. когерентной Международной системы единиц СИ (SI). Система МКСА вошла в СИ (SI) как её составная часть, применяемая для электрических и магнитных величин. Необходимость включения в систему тепловых и световых ве­ли­чин привела к добавлению в СИ (SI) ещё двух основных единиц – кельвина и канделы. В 1971 г. в число основных единиц СИ (SI) была включена единица количества вещества – моль.

В теоретической и атомной физике применяют естественные системы единиц, в которых за размеры основных единиц приняты фундаментальные физические константы (например, система единиц Планка, система единиц Хартри). Практически необходимым оказывается также применение некоторых внесистемных единиц.