測量方法是根據測量過程中所使用的工具、方法以及測量目的的不同而分類的。主要可以分為以下幾種：
直接測量法。這種方法是通過測量直接得出結果，無需通過數學模型的計算。例如，使用卡尺測量工件的內徑，卡尺的讀數值就是工件的外徑。直接測量法比較直觀，常用於精度要求不是特別高的情況。
間接測量法。與直接測量法不同，間接測量法需要通過數學模型的計算得出測量結果。它利用被測量與某些物理量之間的函式關係，先測出這些物理量（間接量），再得出被測量的數值。例如，通過測量壓力表的示值減去壓力計的示值得出被測壓力值。間接測量法雖然比較繁瑣，但當被測尺寸或用直接測量達不到精度要求時，就不得不採用間接測量。
絕對測量法。這種方法是指被測量的全值從計量器具的讀數裝置直接讀出。例如，使用測長儀測量零件尺寸，其尺寸是通過刻度尺上直接讀出的。
相對測量法。與絕對測量法不同，相對測量法是指計量器具的示值僅表示被測量對已知標準量的偏差，而被測量的量值為計量器具的示值與標準量的代數和。例如，使用比較儀測量時，先用量塊調整儀器零位，然後測量被測量，所獲得的示值就是被測量相對量塊尺寸的偏差。
此外，還有一些特定的測量方法，如化曲為直法、平移法、公式法等，這些方法主要用於特定情況下的長度、面積、體積等物理量的測量。