La valeur d'une grandeur est généralement exprimée sous la forme du produit d'un nombre par une unité. L'unité n'est qu'un exemple particulier de la grandeur concernée, utilisé comme référence. Le nombre est le rapport entre la valeur de la grandeur en question et l'unité. Pour une grandeur particulière, on peut utiliser de nombreuses unités différentes. Par exemple, la vitesse d'une particule peut être exprimée sous la forme = 25 m/s = 90 km/h, les unités mètre par seconde et kilomètre par heure étant des unités alternatives pour exprimer la même valeur de la grandeur « vitesse ». Cependant, comme il est important de disposer d'un ensemble d'unités bien définies, universellement reconnues et faciles à utiliser pour la multitude des mesures qui confortent l'assise de notre société, les unités choisies doivent être accessibles à tous, supposées constantes dans le temps et l'espace, et faciles à réaliser avec une exactitude élevée.

Pour établir un système d'unités, comme le Système international d'unités, le SI, il est nécessaire tout d'abord d'établir un système de grandeurs et une série d'équations définissant les relations entre ces grandeurs. Ceci est nécessaire parce que les équations reliant les grandeurs entre elles déterminent celles reliant les unités entre elles, comme décrit dans la suite de ce document. Il est commode aussi de choisir les définitions d'un nombre restreint d'unités que nous appelons les unités de base, et de définir ensuite les unités des autres grandeurs comme produits de puissances des unités de base, que nous appelons les unités dérivées. De manière similaire, les grandeurs correspondantes sont décrites comme grandeurs de base et grandeurs dérivées, et les équations donnant les grandeurs dérivées en fonction des grandeurs de base sont utilisées pour exprimer les unités dérivées en fonction des unités de base (voir section 1.4). Il est donc logique que le choix des grandeurs et des équations reliant les grandeurs précède celui des unités.*

Du point de vue scientifique, la division des grandeurs en grandeurs de base et grandeurs dérivées est affaire de convention ; ce n'est pas fondamental pour la compréhension de la physique sous-jacente. Toutefois, pour ce qui concerne les unités, il est important que la définition de chaque unité de base soit effectuée avec un soin particulier, afin de satisfaire aux exigences mentionnées au premier paragraphe ci-dessus, puisqu'elles assurent le fondement du système d'unités tout entier. La définition des unités dérivées en fonction des unités de base découle des équations définissant les grandeurs dérivées en fonction des grandeurs de base. Ainsi l'établissement d'un système d'unités, qui constitue le sujet de cette brochure, est intimement lié aux équations algébriques reliant les grandeurs correspondantes.

Le nombre de grandeurs dérivées importantes pour la science et la technologie est bien sûr sans limite. Lorsque de nouveaux domaines scientifiques se développent, de nouvelles grandeurs sont introduites par les chercheurs afin de représenter les propriétés du domaine, et ces nouvelles grandeurs engendrent de nouvelles équations afin de les relier aux grandeurs familières, puis aux grandeurs de base. Ainsi les unités dérivées à utiliser avec ces nouvelles grandeurs peuvent être définies comme le produit de puissances d'unités de base choisies précédemment.