Les unités dérivées sont définies comme le produit de puissances des unités de base. Quand le produit des puissances ne comprend pas de facteur numérique autre que 1, les unités dérivées sont appelées unités dérivées cohérentes. Les unités de base et les unités dérivées cohérentes du SI forment un ensemble cohérent, désigné sous le nom d'ensemble cohérent des unités SI. Le mot cohérent est utilisé ici dans le sens suivant : lorsque l'on utilise des unités cohérentes, les équations reliant les valeurs numériques des grandeurs prennent exactement la même forme que les équations reliant les grandeurs proprement dites. Ainsi, si l'on utilise uniquement des unités d'un ensemble cohérent, on n'a jamais besoin de facteurs de conversion entre les unités.

L'expression de l'unité cohérente d'une grandeur dérivée peut être obtenue à partir du produit dimensionnel de la grandeur en remplaçant le symbole de chaque dimension par le symbole de l'unité de base correspondante.

Certaines unités dérivées cohérentes du SI ont reçu des noms spéciaux,* par souci de simplification (voir 2.2.2). Il est important de souligner que chaque grandeur physique n'a qu'une seule unité SI cohérente, même si cette unité peut être exprimée sous différentes formes au moyen de noms spéciaux ou de symboles particuliers. L'inverse, toutefois, n'est pas vrai ; la même unité SI peut, dans certains cas, être employée pour exprimer les valeurs de plusieurs grandeurs différentes (voir 2.2.2).

La Conférence générale a, de plus, adopté une série de préfixes pour la formation des multiples et sous-multiples décimaux des unités SI cohérentes (voir 3.1, la liste des noms de préfixes et de leur symbole). Ces préfixes sont commodes pour exprimer les valeurs de grandeurs beaucoup plus grandes ou beaucoup plus petites que l'unité cohérente.† Suivant la Recommandation 1 (1969) du Comité international, ces préfixes sont désignés sous le nom de préfixes SI. (Ces préfixes sont aussi parfois utilisés avec des unités en dehors du SI, comme décrit dans le chapitre 4 de cette brochure). Cependant, quand un préfixe est utilisé avec une unité du SI, l'unité dérivée obtenue n'est plus cohérente, car le préfixe introduit un facteur numérique différent de 1 dans l'expression de l'unité dérivée en fonction des unités de base.

Par dérogation à la règle, le nom du kilogramme, l'unité de base pour la masse, comprend le préfixe kilo, pour des raisons historiques. Il est néanmoins considéré comme une unité de base du SI. Les multiples et sous-multiples du kilogramme sont formés en attachant des noms de préfixes au nom de l'unité « gramme » et des symboles de préfixes au symbole d'unité « g » (voir 3.2). Ainsi 10^–6 kg s'écrit milligramme, mg, et pas microkilogramme, µkg.

L'ensemble des unités SI comprend l'ensemble des unités cohérentes et les multiples et sous-multiples de ces unités formés en les combinant aux préfixes SI. Il est désigné sous le nom d'ensemble complet des unités SI, ou simplement unités SI, ou unités du SI. Notons toutefois que les multiples et sous-multiples décimaux des unités du SI ne forment pas un ensemble cohérent.‡