Nella Conferenza, organizzata con lo scopo di adottare un sistema di misura universale, unificato e coerente, basato sul sistema MKS (metro-chilogrammo-secondo), sono state definite le unità di sei grandezze fondamentali e di due grandezze supplementari; una settima unità fondamentale, la mole, è stata aggiunta nel 1971. Le sette unità fondamentali sono elencate nella tabella 1 e le unità supplementari nella tabella 2. I simboli elencati nelle due ultime colonne sono uguali in tutte le lingue.
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TABELLA 1 |
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| Grandezza | Nome nel Si | Simbolo |
| Lunghezza | metro | m |
| Massa | chilogrammo | kg |
| Tempo | secondo | s |
| Intensità di corrente elettrica | ampere | A |
| Temperatura termodinamica | kelvin | °K |
| Quantità di sostanza | mole | mol |
| Intensità luminosa | candela | cd |
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TABELLA 2 |
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| Grandezza | Unità di misura supplementari nel Si | Simbolo |
| Angolo piano | radiante | rad |
| Angolo solido | steradianti | sr |
Il metro, unità di misura fondamentale per le lunghezze, fu originariamente definito in seguito a un accordo internazionale come la distanza tra due linee fini incise su un'asta di platino-iridio. Nel 1960 tuttavia la Conferenza lo ridefinì assumendo come riferimento la lunghezza d'onda della radiazione elettromagnetica rosso-arancio emessa dall'isotopo krypton 86. Nel 1983, infine, fu nuovamente definito come la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo pari 1/299.792.458 secondi.
Quando fu creato il sistema metrico, il chilogrammo fu definito come la massa di un decimetro cubo di acqua distillata alla temperatura di 4 °C. Questa definizione risultò tuttavia imprecisa a causa dell'impossibilità pratica di disporre di acqua sufficientemente priva di impurezze; di conseguenza, nel 1889, si assunse come campione primario di massa il cilindro di platino-iridio attualmente conservato presso il Bureau International des Poids et Mesures di Sèvres.
Per secoli il tempo è stato misurato con riferimento al moto di rotazione della Terra, cosicché il secondo, unità base di tempo, venne definito come 1/86.400 del giorno solare medio, cioè dell'intervallo di tempo impiegato dalla Terra a compiere una rotazione completa attorno al proprio asse. Le irregolarità di tale rotazione, tuttavia, imposero una nuova definizione e nel 1967 si assunse per secondo la durata di 9.192.631.770 oscillazioni della radiazione emessa durante la transizione tra i due livelli energetici iperfini nello stato fondamentale dell'atomo di cesio 133.
La scala delle temperature adottata nella Conferenza del 1960 è definita assegnando il valore 273,16 K al punto triplo dell'acqua (in cui coesistono le tre fasi, liquida, solida e gassosa). Il punto di congelamento dell'acqua venne fissato di conseguenza a 273,15 K, a cui corrisponde esattamente lo zero della scala Celsius.
Nel sistema SI, l'ampere è stato definito come la corrente elettrica costante che, fluendo in due fili rettilinei, paralleli e indefiniti, posti nel vuoto alla distanza di un metro l'uno dall'altro, determina tra essi una forza di 2 × 10-7 newton per ogni metro di lunghezza.
Quantità di sostanzaNel 1971 la mole fu definita come la quantità di sostanza di un sistema che contiene tante entità elementari, molecole, atomi, ioni ecc., quanti sono gli atomi contenuti in 0,012 chilogrammi di carbonio 12. Questo numero, noto come numero di Avogadro, vale circa 6,022 × 1023.
Intensità luminosaL'unità internazionale di intensità luminosa, la candela, fu definita come 1/60 dell'intensità della radiazione emessa da una superficie di corpo nero avente area di 1 cm
2 e mantenuta alla temperatura di fusione del platino e alla pressione di 101.325 Pa.Sono state definite anche due unità supplementari: il radiante è l'angolo piano che sottende su una circonferenza un arco di lunghezza pari al raggio; lo steradiante è l'angolo solido con il vertice al centro di una sfera che sottende una calotta sferica di area equivalente a quella di un quadrato avente lati uguali al raggio.
Unità derivateLe unità del sistema SI per tutte le altre grandezze sono derivate dalle sette unità fondamentali e dalle due supplementari. Alcune unità derivate del SI, espresse in termini delle unità fondamentali, sono mostrate nella tabella 3; nella tabella 4, invece, sono riportate unità derivate cui è stato attribuito il nome di alcuni importanti scienziati.
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TABELLA 3 |
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| Grandezza | Nome dell'unità Si derivata | Simbolo |
| Area | metro quadrato | m2 |
| Volume | metro cubo | m3 |
| Velocità | metro/secondo | m/s |
| Accelerazione | metro/secondo quadrato | m/s2 |
| Densità | chilogrammi/metro cubo | kg/m3 |
| Densità di corrente | ampere/metro quadrato | A/m2 |
| Intensità di campo magnetico | ampere/metro | A/m |
| Volume specifico | metri cubi/chilogrammo | m3/kg |
| Luminanza | candele/metro quadro | cd/m2 |
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TABELLA 4 |
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| Grandezza | Nome speciale di unità Si derivate | Simbolo | Valore in termini di unità Si di base, supplementari o derivate |
| Frequenza | hertz | Hz | 1/s |
| Forza | newton | N | kgm/s2 |
| Pressione | pascal | Pa | N/m2 |
| Energia,Lavoro,Quantità di calore | joule | J | Nm |
| Potenza | watt | W | J/s |
| Carica elettrica | coulomb | C | As |
| Potenziale elettrico | volt | V | W/A |
| Capacità | farad | F | C/V |
| Resistenza elettrica | ohm | W | V/A |
| Conduttanza | siemens | S | A/V |
| Flusso magnetico | weber | Wb | Vs |
| Campo magnetico | tesla | T | Wb/m2 |
| Induttanza | henry | H | Wb/A |
| Flusso luminoso | lumen | lm | Cd sr |
| Illuminanza | lux | lx | lm/m2 |
| Attività (di radionuclidi) | becquerel | Bq | 1/s |
| Dose assorbita | gray | Gy | J/kg |
Una caratteristica del SI è quella di essere coerente, cioè le unità derivate sono espresse come prodotti e quozienti di unità fondamentali, supplementari o di altre unità derivate senza fattori numerici; ne consegue che alcune unità sono troppo grandi e altre troppo piccole per l'uso normale. Per rimediare a questo inconveniente è ammesso l'uso di multipli e sottomultipli delle unità fondamentali. Come mostrato in tabella 5, essi sono indicati con prefissi tratti dal sistema metrico. Esempi sono: millimetro (mm), chilometro/ora (km/h), megawatt (MW) e picofarad (pF). Inoltre, siccome non sono permessi prefissi doppi, i prefissi necessari sono applicati non al chilogrammo ma al grammo. I prefissi etto, deca, deci, centi sono usati solo raramente; il centimetro viene conservato per misurare il corpo e nel campo dell'abbigliamento.
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TABELLA 5 |
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| Fattore Moltiplicativo | Prefisso | Simbolo | ||
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1.000.000.000.000.000.000 |
= | 1018 | exa | E |
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1.000.000.000.000.000 |
= | 1015 | peta | P |
| 1.000.000.000.000 | = | 1012 | tera | T |
| 1.000.000.000 | = | 109 | giga | G |
| 1.000.000 | = | 106 | mega | M |
| 1.000 | = | 103 | chilo | k |
| 100 | = | 102 | etto | h |
| 10 | = | 101 | deca | da |
| 0,1 | = | 10-1 | deci | d |
| 0,01 | = | 10-2 | centi | c |
| 0,001 | = | 10-3 | milli | m |
| 0,000 001 | = | 10-6 | micro | m |
| 0,000 000 001 | = | 10-9 | nano | n |
| 0,000 000 000 001 | = | 10-12 | pico | p |
| 0,000 000 000 000 001 | = | 10-15 | femto | f |
| 0,000 000 000 000 000 001 | = | 10-18 | atto | a |
Alcune unità, che non fanno parte del SI, sono così ampiamente usate che è praticamente impossibile abbandonarle. Le unità il cui uso è stato ammesso accanto a quelle del SI sono elencate nella tabella 6.
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TABELLA 6 |
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| Grandezza | Unità di misura | Simbolo | Definizione |
| Tempo | minuti | min | 1 min = 60 s |
| ore | h | 1 h = 60 min | |
| giorni | d | 1 d = 24 h | |
| Angolo piano | gradi | ° | 1° = (p/180) rad |
| minuti | ' | 1' = (1/60)° | |
| secondi | " | 1" = (1/60)' | |
| Volume | litri | l | 1 l = 1 dm3 |
| Massa | tonnellate | t | 1 t = 103 kg |
Altre unità, tra cui il miglio marino, il nodo, l'angstrom, l'atmosfera, l'ettaro e il bar, sono permesse soltanto per un tempo limitato e soggette a futura revisione.