Dès qu’un phénomène d’apparence bien définie peut être quantifié de manière répétable et suffisamment précise, il est considéré comme une grandeur. Le rôle fondamental de la mesure est de caractériser l’état ou l’intensité d’un phénomène par un nombre. C’est sur cette mathématisation du réel que s’appuie la science. L’opération la plus simple est le dénombrement : il s’agit de compter des objets ou une succession de phénomènes tenus pour identiques (par exemple, les exoplanètes). Vient ensuite la définition d’une relation d’ordre entre grandeurs de même espèce : elle permet de repérer des valeurs d’une grandeur et de les ordonner selon une échelle numérique (par exemple, le rayon et la masse d’une exoplanète). Enfin, la mesure demande qu’on sache définir la somme de deux grandeurs de même espèce. Cette sorte de grandeur est dite additive. On choisit une certaine valeur comme unité et l’on mesure la grandeur en effectuant le rapport entre la valeur observée et la valeur unitaire. En physique, la mesure dépend des instruments et des techniques utilisés. Pour pouvoir attribuer une signification objective à une mesure, il faut donc connaître le degré de précision de l’instrument ainsi que la marge globale des erreurs intervenant dans l’opération de la mesure.