Najogólniej mówiąc błąd pomiarowy  jest różnicą wartości xi uzyskanej w trakcie pojedynczego pomiaru i wartości rzeczywistej x0. Taki błąd nosi nazwę błędu bezwzględnego.

Ponieważ każdy pomiar jest obarczony błędem, więc bardzo trudno jest zdefiniować wartość rzeczywistą pomiaru. Pozostaje ona nieznana. W praktyce można przyjąć, że jest to wartość uzyskana za pomocą innej metody.

Na podstawie błędu pojedynczego pomiaru nie można wnioskować o dokładności metody pomiarowej. Jeśli następuje statystyczna zmiana wyników to wartość błędu bezwzględnego jest inna dla każdego pomiaru.

Informacji na temat dokładności danej metody pomiarowej może dostarczyć tzw. krzywa rozkładu błędów. Aby ją sporządzić dany pomiar przeprowadza się wielokrotnie, np. 100 razy lub więcej, oczywiście przy założeniu, że wartość prawdziwa danej wielkości jest znana. Na podstawie uzyskanych wyników sporządza się histogram. Na podstawie wysokości słupka histogramu można wnioskować o częstotliwości uzyskiwania wyników z określonego przedziału, który jest wyznaczony przez szerokość słupka.

Iloraz błędu bezwzględnego i wartości zmierzonej nazywa się błędem względnym. Może on być wyrażony w procentach:

Dzięki błędowi względnemu można porównywać dokładności różnych przyrządów pomiarowych.

Typy błędów pomiarowych:

  • błąd systematyczny : mówi się o nim wtedy, gdy w trakcie powtarzania pomiarów uzyskuje się stałą różnicę między wartościami mierzonymi a rzeczywistymi. Przy czym rozrzut wyników pomiarów nie jest duży.

Błędy systematyczne najczęściej wynikają z samej aparatury pomiarowej, na skutek jej niedoskonałego wykonania. Przyczyną błędu może być np. niedokładnie wykonana podziałka na skali. Błąd systematyczny może również wynikać z wykonywania pomiarów w warunkach różniących się od warunków odniesienia.

Błędy systematyczne są wyjątkowo trudne do zidentyfikowania. Nie umożliwia tego nawet bardzo duża liczba pomiarów. Jedyną możliwością, aby wykryć błąd systematyczny jest użycie innej metody pomiarowej.

  • błąd przypadkowy - źródłem błędu przypadkowego jest najczęściej niedokładność ludzkich zmysłów. Rzadziej wynika on z błędów aparatury. O błędzie przypadkowym mówi się gdy występuje statystyczny rozrzut wyników kolejnych pomiarów wokół pewnej wartości średniej. Czyli występuje taka sama szansa uzyskania wyniku większego jak i mniejszego od wartości rzeczywistej.
  • błąd gruby : powstają na skutek niewłaściwego użycia danego narzędzia pomiarowego, pomyłek przy odczycie lub zapisie wyników i itp.