Многие единицы физических величин имеют свое вещественное воплощение в виде особого тела или устройства: миллиметровой линейки, гири или кварцевого генератора. Единообразие, согласованность всех мер достигаются за счет сравнения их с мерой, принятой за эталон. Первые эталоны, изготовленные в конце XVIII в. во Франции, — это платино-иридиевые прототипы метра и килограмма. Метр был равен одной сорокамиллионной (1111/40 000 000) доле Парижского меридиана (во всяком случае так думали его изготовители). Но в XIX в. были сделаны с более высокой точностью повторные измерения дуги меридиана, которые доказали, что платино-иридиевый метр короче своего природного прототипа. Поэтому в 1872 г. отказались от естественного эталона метра и приняли в качестве исходной меры длину самого платино-иридиевого прототипа.
В середине XX в. ученые снова вернулись к природному эталону метра, определяемого с точностью до 0,001 мкм. После многочисленных исследований за основу эталона взяли длину волны излучения, испускаемого изотопом криптон-86. Этот эталон метра был утвержден в 1960 г. на XI Международной генеральной конференции по мерам и весам. Для других единиц физических величин — секунды, Кельвина и канделы — тоже были найдены естественные эталоны, отличающиеся высоким постоянством. И только эталоном массы по-прежнему служит платино-иридиевый прототип, хотя он и отличается несколько от задуманного килограмма — массы кубического дециметра воды при 4° С.
Таким образом, эталон — это не музейный экспонат, а средство измерения (или целый комплекс средств измерения), обеспечивающее хранение и воспроизведение единицы физической величины в общегосударственном или международном масштабе. С помощью набора эталонов во всей стране, а иногда и в ряде стран поддерживается нужный уровень точности и единство измерений.
В повседневных измерениях не используются дорогие и уникальные эталоны. Поэтому нужно уметь передавать размеры тщательно хранимых единиц другим мерам измерения — рабочим, широко применяемым на практике. Посредниками-передатчиками служат специально для этого предназначенные средства измерения, называемые образцовыми. Передача происходит не в один прием, и образцовые средства бывают самой различной категории. Некоторые из них непосредственно от эталонов воспринимают передаваемые размеры и по своей ценности мало от них отличаются. Их берегут так же, как и эталоны. Другие — служат для проверки и градуировки рабочих средств измерения и находятся на самой низшей ступени иерархии образцовых средств. И порой находятся на том же предприятии, что и рабочие средства. По такой сложной цепи размеры эталонов передаются повседневно употребляемым мерам. И всякое измерение приводится к сравнению с самим эталоном.
В эталонах воплощен высший предел точности воспроизведения единиц величин, достижимый при данном уровне развития науки и техники. Набор эталонов составляет основу всего измерительного хозяйства страны и является ее национальным богатством.