在每一類物理量中，可以選出某一個(gè)特定的物理量作為參考量，把這個(gè)特定的物理量稱為這一類物理量的單位。在國(guó)際單位制中，米、秒和千克就是這樣的物理量，它們分別是長(zhǎng)度、時(shí)間和質(zhì)量這三類物理量的單位。在選定了某一類物理量的單位之后，對(duì)這一類物理量中的任何其它物理量進(jìn)行測(cè)量時(shí)，所測(cè)得的結(jié)果可以用這個(gè)單位與一個(gè)數(shù)的乘積表示，這個(gè)數(shù)就是在所使用的單位下該物理量的數(shù)值。按照物理量的這種表示方法，如果一個(gè)物理量用符號(hào)表示，對(duì)應(yīng)于該物理量的單位用表示，在這種單位下測(cè)得該物理量的數(shù)值用表示，那么，測(cè)量的結(jié)果就可以寫成

不同的物理量之間存在著規(guī)律性的聯(lián)系。由某個(gè)物理量的定義式可以給出這種聯(lián)系，比如說速率這個(gè)物理量就是距離與時(shí)間這兩個(gè)物理量的商；由觀察和實(shí)驗(yàn)結(jié)果概括出來(lái)的物理學(xué)定律也表述了這樣的聯(lián)系，比如說牛頓運(yùn)動(dòng)定律就把作用在一個(gè)物體上的力這個(gè)物理量與受力物體的質(zhì)量和加速度這兩個(gè)物理量聯(lián)系起來(lái)。從數(shù)學(xué)表達(dá)式上看，這些聯(lián)系表現(xiàn)為不同物理量的單位之間的關(guān)聯(lián)。比如說，速度和加速度的單位就各自與長(zhǎng)度和時(shí)間的單位有一個(gè)關(guān)聯(lián)，力的單位與質(zhì)量和加速度的單位、功的單位與力和長(zhǎng)度的單位都各自有一個(gè)關(guān)聯(lián)：

目前國(guó)際上公認(rèn)的單位制是在1960年召開的第11屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上通過的一套單位制，稱為國(guó)際單位制(system of international units，縮寫符號(hào)SI)。在力學(xué)領(lǐng)域，國(guó)際單位制與“米制”中的“MKS制(米·千克·秒單位制)”一致；在電磁學(xué)領(lǐng)域，國(guó)際單位制與“MKSA制(米·千克·秒·安單位制)”一致。由于物理量之間存在規(guī)律性的聯(lián)系，因此，在選定了一套單位制的基本物理量之后，其它物理量就可以通過特定的關(guān)系與基本物理量聯(lián)系起來(lái)。

在科學(xué)研究中，為了定性地描寫物理量或者給出導(dǎo)出量與基本量之間的關(guān)系，引入了量綱的概念。在不考慮數(shù)值因子的情況下，表示一個(gè)物理量與基本物理量之間關(guān)系的式子稱為該物理量的量綱(dimension)，也稱為量綱式。在力學(xué)領(lǐng)域，物理量的量綱式可以表示成

其中的三個(gè)指數(shù)被稱為該物理量的量綱指數(shù)。比如說我們最熟悉的物理量速度，它的量綱指數(shù)是。

在同一類物理量中，每一個(gè)物理量的量綱指數(shù)必定相同，這種情況常常被簡(jiǎn)稱為量綱相同，根據(jù)前述關(guān)于物理量的分類原則，只有量綱指數(shù)相同的物理量才能進(jìn)行比較。由于這個(gè)原因，只有量綱相同的物理量才能相加、相減或者用等號(hào)相聯(lián)，這意味著可以不必事先知道物理定律和物理機(jī)制的細(xì)節(jié)，僅從量綱分析就可以得到一些有用的信息，由此可以做出一些定性的判斷。

以單擺的周期為例子做一個(gè)量綱分析的示范。由簡(jiǎn)單的分析就可以判斷，有三個(gè)因素影響單擺的運(yùn)動(dòng)：從擺錘到懸掛點(diǎn)的距離、擺錘的質(zhì)量以及單擺所處位置的重力加速度。于是，單擺的周期必定是擺長(zhǎng)、質(zhì)量和重力加速度這三個(gè)物理量的組合，從量綱式的角度看，這種組合必定滿足這樣的等式，等式的左邊是時(shí)間的量綱，等式的右邊則是長(zhǎng)度、質(zhì)量和重力加速度的量綱的組合：

由此可以得到單擺的周期：

這個(gè)半定量的公式告訴我們，在考慮單擺的周期的時(shí)候，不需要考慮擺錘的質(zhì)量。一般說來(lái)，我們做實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)把單擺固定在某個(gè)位置，在這種情況下，重力加速度是一個(gè)常數(shù)。于是，上述量綱分析得到的結(jié)果顯示，單擺的周期只與擺長(zhǎng)有關(guān)。如果我們想要通過實(shí)驗(yàn)確定單擺的周期滿足怎樣的規(guī)律，只需要改變擺長(zhǎng)這一個(gè)因子就足夠了。