在直接測量過程中由于所使用的測量工具不準確，測量方法的不完善，都使得測量結果不準確，以致于偏離真實值，這就是誤差。在間接測量中由于直接測量的結果有誤差，此誤差可傳遞到的結果中，也可使其偏離真實值。

因為真值（也稱理論值）無法準確得到，實際上用的都是約定真值，約定真值需以測量不確定度來表征其所處的范圍，因此測量誤差實際上無法準確得到。

測量不確定度：表明合理賦予被測量之值的分散性，它與人們對被測量的認識程度有關，是通過分析和評定得到的一個區間。

測量誤差：是表明測量結果偏離真值的差值，它客觀存在但人們無法確定得到。

例如：測量結果可以很接近真值（即誤差很小）,但由于認識不足，人們賦予的值卻落在一個較大區域內（即測量不確定度較大）；也可能實際上測量誤差較大，但由于分析估計不足,使給出的不確定度偏小。因此在評定測量不確定度時應充分考慮各種影響因素，并對不確定度的評定進行必要的驗證。

由上所述，可知誤差存在于一切測量之中，所以討論誤差，了解其規律、性質、來源和大小就很有必要。實驗誤差的分析，對人們改進實驗，提高其精密度和準確度（精密度和準確度的意義在以后討論），甚至新的發現都具有重要的意義。

誤差分為隨機誤差與系統誤差

誤差可表示為：誤差=測量結果-真值=隨機誤差+系統誤差

因此任意一個誤差均可分解為系統誤差和隨機誤差的代數和

系統誤差：由于測量工具（或測量儀器）本身固有誤差、測量原理或測量方法本身理論的缺陷、實驗操作及實驗人員本身心理生理條件的制約而帶來的測量誤差稱為系統誤差。

系統誤差的特點是在相同測量條件下、重復測量所得測量結果總是偏大或偏小，且誤差數值一定或按一定規律變化．減小系統誤差的方法通常可以改變測量工具或測量方法，還可以對測量結果考慮修正值。

隨機誤差：隨機誤差又叫偶然誤差，即使在完全消除系統誤差這種理想情況下，多次重復測量同一測量對象，仍會由于各種偶然的、無法預測的不確定因素干擾而產生測量誤差，稱為隨機誤差。

隨機誤差的特點是對同一測量對象多次重復測量，所得測量結果的誤差呈現無規則漲落，既可能為正（測量結果偏大），也可能為負（測量結果偏小），且誤差絕對值起伏無規則．但誤差的分布服從統計規律，表現出以下三個特點：單峰性，即誤差小的多于誤差大的；對稱性，即正誤差與負誤差概率相等；有界性，即誤差很大的概率幾乎為零。

從隨機誤差分布規律可知，增加測量次數，并按統計理論對測量結果進行處理可以減小隨機誤差。