计量科学是测量的科学。在现代化的建设中，计量科学是准确测量的基础。利用现代化的科学技术和成果研究建立新型的计量基准、标准装置和标准物质，开展前沿计量科学技术研究，特别是以量子理论为基础的现代化计量科学研究是中国计量科学研究院科研发展的方向。
在中国参加的ccemk11毫伏级小电压比对中，其他8个国家采取的都是同一种方案，惟独中国*使用的是*创新的方法，比对结果取得了很好的一致性。专家认为，这是中国对此研究领域十分重要的贡献。
目前，只有美国标准研究院（nist）和奥地利（bev）利用其特殊研制的分流器采取台阶法实现了交流电流向100a、100khz的扩展，而中国则采取了自主创新方法，从而使得交直流转换差在100khz下降至1×10-6以下。研制的两种新型互感器式交流电阻器，不会随电流的增大而产生过高的温升，从1a传递到100a只需两步（其他国家至少需要六步），明显降低了传递过程中不确定度的累积。
中国计量科学研究院积极参与主要基准标准的原始创新过程。质量单位千克基准是目前7个基本物理量之一，也是目前*仍在使用的实物基准，建立质量量子基准已成为21世纪中对计量科学提出的挑战。为此，也成为各国计量科学家研究的热点。中国*开展了《能量天平质量量子基准的研究》，现已提出一套*实现质量自然基准的方案，这套方案将实现拥有我国自主知识产权的质量量子基准。同时，还将开展“光钟基准装置”、“冷原子重力加速度基准装置”的研究。
目前，中国计量科学研究院在波长、时间频率、电压、电阻等领域建立了自然基准，并对现有的基准进行了技术改造和提升，扩大了基准、标准的量程和频段，提高了测量的精度和自动化水平，使中国的计量科学研究水平和量值复现能力产生了飞跃。为使计量基准具有独立主权，中国计量科学研究院通过不断自主创新，使量子化霍尔电阻标准的准确度达到了10-10量级；铯原子喷泉钟基准装置的研究成功，使中国的时间频率计量准确度达到了600万年不差一秒。
此外，中国计量科学研究院还开展了“奥运会辐射安全检测系统关键技术研究”、“冷原子纳米尺度计量基准关键技术研究”、“同位素丰度基准的研究”、“精细结构常数测量关键技术及电容基准的研究”、“阿伏加得罗常数测量关键技术研究”等10多项重大项目的研究。这些项目的启动必将进一步提高中国在计量界的地位，中国计量科学研究院的科技人员也正在为建设创新型国家而努力拼搏。