Każdy pomiar fizyczny w badaniach i przemyśle wiąże się z pewnym stopniem niepewności. Nawet niewielkie wahania warunków otoczenia mogą wpływać na pomiar i prowadzić do odchyleń, które sprawiają, że wynik pomiaru jest niewiarygodny. Znajomość niepewności związanej z wynikami jest niezbędna do uzyskania miarodajnych danych pomiarowych.
Niepewność pomiaru określa ilościowo niedostatek wiedzy o wartości prawdziwej wielkości mierzonej. Jest to parametr [u=uncertainty] przypisany wynikowi pomiaru w postaci wartości procentowej, wskazujący rozrzut wartości, które można w uzasadniony sposób przypisać wielkości mierzonej na podstawie dostępnych informacji. Innymi słowy, jest to przedział, w którym z określonym prawdopodobieństwem znajduje się wartość prawdziwa wielkości mierzonej.
Istnieje wiele metod określania niepewności pomiaru znormalizowanych przez ISO. Rozkłady prawdopodobieństwa stanowią podstawę metody analityczno-obliczeniowej zgodnie z ISO/IEC Guide 98-3. Opiera się ona na informacjach ilościowych, a także na parametrach niestatystycznych, takich jak wartości empiryczne lub dane ze świadectwa wzorcowania. Obliczenie niepewności pomiaru zależy od zadania pomiarowego i zasady pomiaru, a także od procesu pomiarowego i uwzględnia wszystkie istotne wielkości wejściowe, które mogłyby wpływać na pomiar. Jest ono zatem wynikiem połączenia wszystkich czynników wpływających na poszczególne wielkości wejściowe. Im więcej elementów zawiera tor pomiarowy, tym bardziej złożone jest określenie niepewności pomiaru.
Inną metodą określania niepewności pomiaru jest badanie międzylaboratoryjne (tzw. „round robin”) zgodnie z ISO 21748. Polega ono na tym, że wiele laboratoriów bada identyczne próbki tymi samymi metodami pomiarowymi. Następnie porównuje się pomiary w obrębie jednego laboratorium oraz pomiary pomiędzy poszczególnymi laboratoriami, w wyniku czego otrzymuje się niepewność standardową dla badanej wielkości mierzonej.
Brak informacji o niepewności wyniku pomiaru może prowadzić do błędnych interpretacji. W kontekście przemysłowym może to skutkować błędnymi decyzjami powodującymi niepotrzebne koszty, utratę wizerunku, a nawet roszczenia odszkodowawcze lub postępowanie karne.
Wiarygodne określenie niepewności pomiaru pozwala wyznaczyć węższe tolerancje, dzięki czemu można zwiększyć efektywność procesu.