1. Đo đạc một đại lượng nào đó là đem nó so với một đại lượng cùng loại đã được chọn làm đơn vị đo. Khi đo đạc nhiều lần một đại lượng nào đó, dù cẩn thận đến mấy vẫn thấy kết quả các lần đo được hầu như đều khác nhau. Điều đó chứng tỏ rằng trong kết quả đo được luôn luôn có sai số. Sai số (Δ) là hiệu số giữa giá trị đo được (x) với giá trị thật (X) của đại lượng cần đo. Δ = x - X (Δ sai số thực) Những yếu tố có liên quan đến sai số là: Người đo, dụng cụ đo, đối tượng đo, môi trường đo.

2. Phân loại: Theo quy luật xuất hiện của sai số, ta chia ra làm các loại: Sai số sai lầm, sai số hệ thống, sai số ngẫu nhiên.

 a. Sai số sai lầm - Ví dụ: Giả sử khi đo chiều dài của một ngôi nhà 50m lại được kết quả đo là 52m thì 2 m này là sai số sai lầm. - Đặc điểm: Trong các kết quả đo đạc có thể chứa những sai số rất lớn về giá trị tuyệt đối, đáng lẽ ra trong điều kiện ấy không mắc phải, những sai số này được gọi là sai lầm. - Nguyên nhân: Là do người làm công tác đo đạc thiếu cẩn thận (đo sai, ghi sai, tính sai) - Cách loại trừ: Sai lầm phải tìm ra được để loại trừ khỏi kết quả đo bằng cách lặp lại để kiểm tra. 

b. Sai số hệ thống - Ví dụ: Giả sử dùng thước 20m để đo một đoạn thẳng nào đó, nhưng chiều dài thực của thước lúc đó lại là 20.001m. Như vậy trong kết quả mỗi lần đặt thước có chứa sai số1mm, sai số này được gọi là sai số hệ thống. - Đặc điểm: Sai số hệ thống là những sai số thường có trị số và dấu không đổi, được lặp đi lặp lại lại trong tất cả các lần đo - Nguyên nhân: Nguyên nhân gây ra sai số hệ thống có thể do cố tật của người đo, dụng cụ đo không được điều chỉnh đúng, ngoại cảnh thay đổi. - Cách loại trừ, hạn chế: Ta có thể loại trừ hay hạn chế được ảnh hưởng của sai số hệ thống bằng cách: kiểm nghiệm và điều chỉnh dụng cụ đo, áp dụng phương pháp đo thích hợp, tính số điều chỉnh vào kết quả đo.... 

c. Sai số ngẫu nhiên - Ví dụ: Giả sử thước đo có vạch chia nhỏ nhất đến milimét thì sai số đọc thước ở phần ước lượng nhỏ hơn milimét là sai số ngẫu nhiên. - Đặc điểm: Không rõ ràng, có thể âm, dương, lớn , bé.... Toán xác suất thống kê đã xác định được sai số ngẫu nhiên có các đặc tính sau: . Trong các điều kiện đo đạc cụ thể, trị số tuyệt đối của sai số ngẫu nhiên không thể vượt quá một giới hạn nhất định (đặc tính giới hạn). 

d. Sai số ngẫu nhiên có trị số tuyệt đối càng nhỏ thì khả năng xuất hiện càng nhiều (đặc tính tập trung). . Sai số ngẫu nhiên dương và âm với trị số tuyệt đối bé có số lần xuất hiện gần bằng nhau (đặc tính đối xứng). . Khi số lần đo tiến tới vô cùng thì số trung bình cộng của các sai số đo đạc ngẫu nhiên của cùng một đại lượng sẽ tiến tới 0 (đặc tính bù trừ). - Nguyên nhân: Gây ra sai số ngẫu nhiên là do điều kiện đo đạc luôn luôn biến đổi. - Cách hạn chế: Sai số ngẫu nhiên ta tiến hành đo đạc nhiều lần trong những điều kiện khác nhau nhất định rồi lấy kết quả trung bình của chúng.