Cách nhìn về vai trò của đo lường trong nghiên cứu định lượng là khác nhau. Đo lường thường được coi như chỉ là một phương tiện mà các quan sát được biểu đạt bằng số để điều tra các mối quan hệ nhân quả hoặc các mối liên quan giữa các biến, tuy nhiên các chuyên gia lập luận rằng đo lường thường được đóng vai trò quan trọng hơn trong nghiên cứu định lượng. Chẳng hạn Kuhn cho rằng trong nghiên cứu định lượng, kết quả được hiển thị có thể chứng minh là lạ. điều này là do việc chấp nhận một lý thuyết dựa trên kết quả của dữ liệu định lượng có thể chứng minh là một hiện tượng tự nhiên. Ông cho rằng các bất thường như vậy là thú vị, khi thực hiện trong suốt quá trình thu thập dữ liệu như bên dưới.

Khi đo khởi hành từ lý thuyết nó cũng có khả năng là những con số đơn thuần. và những con số đó rất trung lập khiến nó trở nên khô khan như một nguồn gợi ý cho việc khác phục các hậu quả. Nhưng con số đăng ký khởi hành từ lý thuyết với thẩm quyền và sự khéo léo mà không có kỹ thuật định tính có thể lặp lại và khởi hành thường là đủ để bắt đầu một tìm kiếm.(Kuhn, 1961, p. 180).

Trong vật lý cổ điển, lý thuyết và các định nghĩa cũng cố sự đo lường nói chung là mang tính xác định một cách tự nhiên. Ngược lại các mô hình đo lường xác suất được gọi là mô hình lý thuyết và mô hình Rasch là một mô hình phản ứng thường được sử dụng trong các ngành khoa học xã hội. Psychometrics là lĩnh vực nghiên cứu có liên quan với các lý thuyết và kỹ thuật để đo các thuộc tính xã hội, tâm lý và hiện tượng. Lĩnh vực này là trung tâm nghiên cứu định lượng được thực hiện trong các ngành khoa học xã hội.

Nghiên cứu định lượng có thể liên quan tới việc sử dụng các ủy quyền như là một sự thay thế cho các yếu tố không thể được đo trực tiếp. Ví dụ như độ rộng của vòng sinh trưởng cây cối, được coi như là một biểu tượng quan trong của điều kiện môi trường xung quanh như là khả năng sinh trưởng hoặc là mức độ mưa trong thời gian nhất định. Mặc dù các nhà khoa học không thể đo trực tiếp được nhiệt độ của những năm trong quá khứ, chiều rộng vòng tăng trưởng của cây qua từng năm và các yếu tố gián tiếp của khí hậu đã được sử dụng để cung cấp một hồ sơ bán định lượng của nhiệt độ trung bình phía bắc bán cầu từ những năm 100. Khi được sử dụng theo cách này, các số liệu ủy quyền chỉ dựng lại một số yếu tố nhất định của các phương sai của các thông tin gốc. Các thông tin ủy quyền này có thể được hiệu chỉnh để xác định có bao nhiêu biến thể được chụp, bao gồm cả việc thay đổi cả ngắn hạn và dài hạn đã được tiết lộ. chẳng hạn chiều rộng vòng sinh trưởng qua từng năm của cây, các loài khác nhau ở những nơi khác nhau có thể hiển thị ít hay nhiều những sự nhạy cảm về thiên nhiên, như nhiệt độ môi trường, lượng mưa. Khi xây dựng lại một bảng dữ liệu nhiệt độ cần một kỹ năng đáng kể trong việc lựa chọn các thông tin gián tiếp/ủy quyền liên qua có sự tương quan tốt với các biến mong muốn.[6]