Các đơn vị đo lường của SI được quyết định chọn lựa sau hàng loạt các hội nghị quốc tế được tổ chức bởi tổ chức tiêu chuẩn là Văn phòng Cân đo Quốc tế (BIPM). SI được đặt tên lần đầu tiên năm 1960 và sau đó được bổ sung năm 1971.

Nguồn gốc thực sự của SI, hay hệ mét, có thể tính từ những năm 1640. Nó được phát minh bởi các nhà khoa học Pháp và nhận được sự quảng bá lớn bởi Cuộc cách mạng Pháp năm 1789 để trở nên phổ biến hơn. Hệ mét được phát triển kể từ năm 1791 trở đi bởi hội đồng Viện Hàn lâm Khoa học Pháp được ủy nhiệm bởi Palais Bourbon và Louis XVI để tạo ra 1 hệ đo lường thống nhất và hợp lý.[1] Nhóm này bao gồm Antoine-Laurent Lavoisier ("cha đẻ của hóa học hiện đại") và các nhà toán học Pierre-Simon Laplace và Adrien-Marie Legendre,[2]:89 đã sử dụng các nguyên tắc đo chiều dài, thể tích và khối lượng được đề xuất bởi giáo sĩ Anh John Wilkins năm 1668[3][4] và khái niệu sử dụng kinh tuyến gốc Trái Đất làm đơn vị độ dài định nghĩa cơ bản, ban đầu được 1 giáo sĩ Pháp Gabriel Mouton đề xuất năm 1670.[5][6] Hệ mét cố gắng lựa chọn các đơn vị đo lường không mang tính tùy ý, trong khi gắn liền với tư tưởng chính thức của cuộc cách mạng là "lý trí thuần túy"; nó là một sự cải thiện đáng kể đối với các đơn vị đo hiện hành ngày ấy do giá trị của chúng thông thường phụ thuộc theo từng khu vực.

• [[Đơn vị đo chiều dài|Đơn vị đo lường quan trọng nhất]] là đơn vị đo chiều dài: 1 mét đã từng được định nghĩa là 1/10.000.000 của khoảng cách từ cực tới xích đạo dọc theo kinh tuyến đi qua Paris. Nó xấp xỉ 10% dài hơn 1 thước Anh. Sau đó 1 chiếc thước platin với tiết diện hình chữ X đã được sản xuất để phục vụ cho mục đích dễ dàng kiểm tra tiêu chuẩn chiều dài của 1 mét. Tuy nhiên, vì những khó khăn của việc đo đạc thực tế chiều dài của góc phần tư kinh tuyến trong thế kỷ XVIII, chiếc thước mẫu platin đầu tiên đã ngắn hơn 0,2 milimét. Sau đó các chiều dài bước sóng bức xạ khác nhau đã được giới thiệu để có thể định nghĩa một cách trừu tượng chiều dài (không đổi) của đơn vị mét, và cuối cùng mét đã được định nghĩa như là khoảng cách mà 1 tia sáng có thể đi được trong chân không trong 1 khoảng thời gian cụ thể.
• Đơn vị đo cơ bản của khối lượng là gam, nhưng đã nhanh chóng bị chuyển sang kilôgam, đã được định nghĩa như là khối lượng của nước nguyên chất tại điểm mà nó nặng nhất (+3,98 0C) trong 1 khối lập phương có các cạnh bằng 1/10 của mét. 1 kilôgam bằng khoảng 2,2 pound. Khoảng không gian lập phương này còn được gọi là 1 lít để thể tích của các chất lỏng khác nhau có thể dễ dàng so sánh. Năm 1799, 1 ống hình trụ bằng platin đã được sản xuất để làm tiêu chuẩn cho kilôgam, vì thế tiêu chuẩn dựa trên cơ sở nước chưa bao giờ được sử dụng như là tiêu chuẩn gốc khi mà hệ mét thực sự được sử dụng. Năm 1890, nó được thay thế bằng ống hình trụ là hợp kim gồm 90% platin và 10% iridi. Nó được sử dụng làm kilôgam tiêu chuẩn từ đó đến nay và được lưu giữ ở Paris. Kilôgam là đơn vị đo lường cơ bản duy nhất không được định nghĩa lại theo thuật ngữ của các hiện tượng tự nhiên không đổi. Tuy nhiên, tại cuộc họp của Hội khoa học Hoàng gia tại Luân Đôn vào ngày 15/2/2005, các nhà khoa học đã lên tiếng kêu gọi thay thế khối lượng của kilôgam tiêu chuẩn ở Paris vì định nghĩa chính thức chỉ rõ rằng "thuộc tính không thay đổi của tự nhiên" cần được sử dụng (hơn là 1 vật cụ thể mà khối lượng của nó có thể bị thay đổi). Ngày 16/11/2018, Hội nghị toàn thể về Cân đo (CGPM) tổ chức tại Versailles sẽ tiến hành bỏ phiếu, thông qua việc bãi bỏ định nghĩa kilogram cũ và chào đón định nghĩa đại lượng kilogram mới. Các nhà khoa học đề xuất: xác định khái niệm "một kilogram" bằng hằng số Planck. Việc bỏ phiếu sau khi thông qua, định nghĩa kilogram mới sẽ chính thức được áp dụng vào Ngày Đo lường Khoa học Thế giới - 20/5/2019.
• Đơn vị đo nhiệt độ là độ bách phân hay độ Celsius (C), có nghĩa là thang thủy ngân giữa điểm đóng băng và điểm sôi của nước nguyên chất được chia thành 100 phần bằng nhau. Nước sôi vì thế là 100 độ Celsius và nước đóng băng có 0 độ Celsius. Đây là đơn vị đo lường nhiệt độ của hệ mét trong sử dụng thông thường. Khoảng 100 năm sau, các nhà khoa học phát hiện ra điểm 0 tuyệt đối. Điều này dẫn đến sự ra đời của thang đo nhiệt độ mới, được gọi là thang độ tuyệt đối hay thang Kelvin, nó xác định lại điểm 0 nhưng vẫn sử dụng 100 kelvin bằng khoảng cách giữa điểm đóng băng và điểm sôi của nước nguyên chất.
• Đơn vị đo lường thời gian của hệ mét là giây, nguyên thủy được định nghĩa như là 1/86.400 của 1 ngày trung bình. Các hình thức định nghĩa giây đã thay đổi vài lần để đáp ứng được các yêu cầu ngày càng tăng của khoa học (các quan sát thiên văn, đồng hồ âm thoa, đồng hồ thạch anh và sau đó là đồng hồ nguyên tử xêri) nhưng những đồng hồ đeo tay vẫn không chịu ảnh hưởng (1 cách tương đối).

Sự chấp nhận nhanh chóng hệ mét như là công cụ của kinh tế và các hoạt động thương mại hằng ngày chủ yếu dựa trên cơ sở sự thiếu hụt của các hệ thống đo lường theo phong tục, tập quán tại nhiều quốc gia trong việc miêu tả một cách đầy đủ một số khái niệm, hay là kết quả của những cố gắng để tiêu chuẩn hóa rất nhiều sai khác theo khu vực trong các hệ thống phong tục, tập quán. Các yếu tố quốc tế cũng ảnh hưởng đến sự chấp nhận hệ mét, vì nhiều quốc gia tăng cường các hoạt động thương mại. Về khoa học, nó cung cấp một sự tiện lợi trong việc tính toán các đại lượng lớn và nhỏ vì nó rất phù hợp với hệ đếm thập phân của chúng ta.

Sự khác biệt về văn hóa cũng có thể hiện diện trong việc sử dụng hệ mét trong cuộc sống hàng ngày theo từng khu vực. Ví dụ, bánh mì được bán ở nhiều nước có khối lượng 1 hoặc 2 kg, nhưng bạn phải mua chúng theo cơ số nhân của 100 gam tại Liên Xô cũ. Ở một số nước, dung tích của 1 chiếc cốc không chính thức là 250 ml, và giá của một số mặt hàng đôi khi được tính theo 100 g hơn là cho 1 kg.

Những người bình thường có thể không cần quan tâm đến sự cải tiến và hoàn thiện của hệ mét trong khoảng 200 năm qua, nhưng các chuyên gia vẫn phải cố gắng để hoàn thiện hệ mét để nó phù hợp hơn với những nghiên cứu khoa học (ví dụ từ CGS sang MKS tới hệ SI hay sự phát minh ra thang Kelvin). Những sự thay đổi này không ảnh hưởng tới việc sử dụng hệ mét hằng ngày. Sự hiện diện của các điều chỉnh là 1 lý do biện hộ cho việc sử dụng của các đơn vị đo lường theo tập quán thay vì hệ mét. Tuy nhiên các đơn vị đo lường theo phong tục, tập quán này ngày nay về cơ bản đã được định nghĩa lại theo các thuật ngữ của các đơn vị đo lường của SI, vì thế bất kỳ sự sai khác nào trong định nghĩa các đơn vị đo lường theo SI đều gây ra sự sai khác trong định nghĩa của các đơn vị đo lường theo tập quán.