Xét theo nguyên nhân gây sai số thì sai số của phép đo được nhân thành hai loại:

- Sai số hệ thống: là sai số có tính quy luật và được lặp lại ở tất cả các lần đo. Sai số hệ thống làm cho giá trị đo tăng hoặc giảm một lượng nhất định so với giá trị thực. Ví dụ như khi cân một vật, dùng quả cân có sai số hệ thống 0,01 g thì tất cả các giá trị đo được đều bị tăng hoặc giảm một lượng 0,01 g.

- Sai số ngẫu nhiên: là sai số xuất phát từ sai sót, phản xạ của người làm thí nghiệm hoặc từ những yếu tố ngẫu nhiên bên ngoài. Ví dụ như do thao tác người thí nghiệm, nhiệt độ, gió, môi trường…