Le résultat d’une mesure d’une grandeur X ne peut jamais être connu avec une précision absolue : on dit qu’il est connu avec une certaine incertitude, appelée « incertitude-type » et notée « u(X) ». Cela permet de définir un intervalle dans lequel se trouve la valeur de la grandeur mesurée, avec une probabilité, appelée « niveau de confiance », proche de 68 %.

Par exemple « m = 5,2 ± 0,4 g » signifie que la vraie valeur se situe entre 4,8 g et 5,6 g, avec un niveau de confiance de 68 %.

L’incertitude-type u(X) est le plus souvent donnée avec un seul chiffre significatif, et l’arrondissage se fera toujours à l’excès ; sa détermination fait appel à des outils statistiques empruntés aux mathématiques et à la théorie des probabilités. Dans le cas d’une mesure répétée de la même grandeur, on parle d’incertitude « de type A » et dans le cas d’une mesure unique d’incertitude « de type B » :

L’incertitude-type u(X) est quelquefois notée « s(X) », ce qui peut entraîner des confusions avec l’écart-type d’un échantillon.

Une fois l’incertitude-type u(X) déterminée, on peut alors calculer l’incertitude-relative ainsi que l’incertitude élargie :

L’incertitude élargie ∆X est quelquefois notée « U(X) ».

Enfin, dans le cas où un résultat est obtenu à partir de plusieurs grandeurs auxquelles sont associées des incertitudes, on dit que ces dernières sont « composées ». La détermination de l’incertitude-type ou de l’incertitude élargie est alors une fonction des incertitudes de chacune des grandeurs mais son calcul dépend du type d’opération qui les relie :

L’établissement d’une relation n’est pas exigible : elle est donc très souvent donnée, et seule son application est demandée.