Fundamental metrologi, den del af metrologien, som beskæftiger sig med grundlæggende måletekniske problemer på et videnskabeligt grundlag. Formålet er at sikre, at måleenhederne til stadighed kan realiseres nøjagtigt nok i forhold til praktiske behov. Fx er længdeenheden ændret i takt med, at tolerancerne på mekaniske produkter har ændret sig. I 1875 fastlagdes en meter i forhold til jordkvadranten med en nøjagtighed på ca. 0,1 mm eller 10-4. Senere blev den defineret i forhold til meterprototypen på BIPM i Paris. I 1964 blev meteren ændret til et antal lysbølgelængder, i 1983 blev den fastlagt i forhold til lysets hastighed og sekundet, og det kan ske med en nøjagtighed på 10-11. Fastlæggelsen af naturkonstanternes værdi er et andet vigtigt element i den fundamentale metrologi.