thumb|Logotipo SI con constantes definitorias. Símbolo Unidad Magnitud s segundo tiempo m metro longitud kg kilogramo masa A amperio intensidad de corriente eléctrica K kelvin temperatura mol mol cantidad de sustancia cd candela intensidad luminosa

El Sistema Internacional de Unidades (en francés Système international d'unités) o Sistema Internacional (SI) es un sistema constituido por siete unidades básicas: metro, kilogramo, segundo, kelvin, amperio, mol y candela, que definen las correspondientes magnitudes físicas fundamentales y que han sido elegidas por convención. Las magnitudes físicas fundamentales se complementan con dos magnitudes físicas más, denominadas suplementarias, cuyas unidades se utilizan para la medición de ángulos. Por combinación de las unidades básicas se obtienen las demás unidades, denominadas Unidades derivadas del Sistema Internacional, y que permiten definir cualquier magnitud física. Se trata de la versión moderna del sistema métrico decimal, por lo que el SI también es conocido de forma genérica como sistema métrico. Es el sistema de unidades vigente en casi todos los países del mundo.

Las unidades del SI constituyen la referencia internacional de las indicaciones de los instrumentos de medición, a las cuales están referidas mediante una concatenación ininterrumpida de calibraciones o comparaciones.

Una de las características trascendentales del SI es que sus unidades actualmente se basan en fenómenos físicos fundamentales. Esto permite construir y calibrar instrumentos similares en lugares distantes y asegurar, sin necesidad de duplicación de ensayos y mediciones, que los productos objeto de transacciones en el comercio internacional cumplan con las características requeridas y sean intercambiables.

El SI se creó en 1960 por la 11.ª Conferencia General de Pesas y Medidas, durante la cual inicialmente se reconocieron seis unidades físicas básicas (las actuales excepto el mol). El mol se añadió en 1971. Entre los años 2006 y 2009 se armonizó el Sistema Internacional de Magnitudes —a cargo de las organizaciones ISO y CEI— con el SI. El resultado es la norma ISO/IEC 80000.

Unidades básicas

El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades básicas, que expresan magnitudes físicas. A partir de estas se determinan el resto de unidades (derivadas). La última revisión del SI fue aprobada por unanimidad en la 26.ª CGPM, el 16 de noviembre de 2018, acordándose su entrada en vigor el 20 de mayo de 2019, con objeto de hacerlo coincidir con el Día Mundial de la Metrología en el que se conmemora la firma del Tratado de la Convención del Metro en 1875, el más antiguo que existe en vigor.

El SI revisado quedó definido como aquel en el que: la frecuencia de la transición hiperfina del estado fundamental no perturbado del átomo de cesio 133 () es la velocidad de la luz en el vacío () es la constante de Planck () es la carga elemental () es la constante de Boltzmann () es la constante de Avogadro () es la eficacia luminosa de la radiación monocromática de () es 683 lm/W

A partir de los valores anteriores se definen las siete unidades básicas. Unidad básica(símbolo)Magnitud física básica[Símbolo de la magnitud]Definición técnicaDefinición derivadasegundo(s)tiempo [t]Se define al fijar el valor numérico de la frecuencia de la transición hiperfina del estado fundamental no perturbado del átomo de cesio 133, ΔνCs, en , cuando se expresa en la unidad Hz, igual a s−1.El segundo, así definido, es la unidad de tiempo acorde con la teoría general de la relatividad. Para poder contar con una escala de tiempo coordinado, se combinan las señales de diferentes relojes primarios en diferentes ubicaciones, corregidas por los desplazamientos relativistas de la frecuencia del cesio. Véase Tiempo Atómico Internacional.[=]Es la duración de periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental no perturbado del átomo de cesio133.metro(m)longitud [l]Se define al fijar el valor numérico de la velocidad de la luz en el vacío, c, en , cuando se expresa en la unidad m·s−1, según la definición del segundo dada anteriormente.[=]Es la longitud del trayecto recorrido por la luz en el vacío durante un intervalo de tiempo de de segundo.kilogramoEl kilogramo es la única unidad básica que tiene un prefijo de múltiplo (kilo) en el nombre, que se ha respetado por razones históricas. Los nombre de los múltiplos y submúltiplos decimales de la unidad de masa se forman anteponiendo prefijos a la subdivisión gramo y sus símbolos al símbolo del gramo (g).(kg)masa [m]Se define al fijar el valor numérico de la constante de Planck, h, en , cuando se expresa en la unidad J·s, igual a kg·m²·s−1, según las definiciones del metro y el segundo dadas anteriormente.[=]amperio(A)intensidad de corriente eléctrica [I]Se define al fijar el valor numérico de la carga elemental, , en , cuando se expresa en la unidad C, igual a A·s, donde el segundo se define en función de ΔνCs.[=] Es la corriente eléctrica correspondiente al flujo de = cargas elementales por segundo.kelvin(K)temperatura [T]Se define al fijar el valor numérico de la constante de Boltzmann, k, en , cuando se expresa en la unidad J·K−1, igual a kg·m²·s−2·K−1, según las definiciones del kilogramo, el metro y el segundo dadas anteriormente.[=]Es igual a la variación de temperatura termodinámica que da lugar a una variación de energía térmica kT de .mol(mol)cantidad de sustancia [n]Cantidad de sustancia de exactamente entidades elementales.Cuando se usa el mol, las entidades elementales deben especificarse y pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones, o cualquier otra partícula o grupo especificado de partículas. Esta cifra es el valor numérico fijo de la constante de Avogadro, NA, cuando se expresa en la unidad mol−1.[=]Es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene entidades elementales especificadas.candela(cd)intensidad luminosa []Se define al fijar el valor numérico de la eficacia luminosa de la radiación monocromática de frecuencia , Kcd, en 683, cuando se expresa en la unidad lm·W−1, igual a cd·sr·W−1, o a cd·sr·kg−1·m−2·s³, según las definiciones del kilogramo, el metro y el segundo dadas anteriormente.[=]Es la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite radiación monocromática de frecuencia y tiene una intensidad radiante en esa dirección de 1/683 W/sr.

Unidades suplementarias Además de las unidades básicas hay dos unidades suplementarias. Unidad(símbolo)Magnitud físicaExpresión en unidades SI básicasDefiniciónradián(rad)ángulo planom/m=1Es el ángulo plano comprendido entre dos radios de un círculo que, sobre la circunferencia de dicho círculo, interceptan un arco de longitud igual a la del radio.estereorradián(sr)ángulo sólidom²/m²=1Es el ángulo sólido que, teniendo su vértice en el centro de una esfera, intercepta sobre la superficie de dicha esfera un área igual a la de un cuadrado que tenga por lado el radio de la esfera.

Unidades derivadas

Mediante esta denominación se hace referencia a las unidades utilizadas para expresar magnitudes físicas que tienen una definición matemática en término de magnitudes físicas básicas. Si estas son longitud, masa, tiempo, intensidad de corriente eléctrica, temperatura, cantidad de substancia o intensidad luminosa, se trata de una magnitud básica. Todas las demás son derivadas. No se debe confundir el concepto de unidades derivadas con los de múltiplos y submúltiplos que se utilizan tanto en las unidades básicas como en las derivadas.

Las unidades derivadas coherentes son exactamente aquellas que se pueden obtener mediante una fórmula matemática que las relacione con las unidades básicas que sea de la forma

donde son números reales puros (con dimensión 1).

El número 1 se obtiene como el caso particular donde todos los exponentes son 0. Por lo tanto, 1 es la unidad derivada del SI para magnitudes de dimensión 1 (también llamadas adimensionales). Por ejemplo, la magnitud física índice de refracción tiene dimensión 1. Existen dos nombres especiales para la unidad 1: El nombre radián (símbolo: rad) se usa cuando se expresan ángulos planos; el nombre estereorradián (símbolo: sr) se usa cuando se expresan ángulos sólidos. En los demás casos no existe símbolo para la unidad 1 y la magnitud se expresa como un número puro (sin unidad explícita).

Para cualquier cantidad física, su unidad coherente correspondiente en el SI no es arbitraria sino que se deduce de la fórmula que la relaciona con otra magnitud física previamente definida.

Ejemplos: Unidad de volumen: metro cúbico (m³). Unidad de densidad: kilogramo por metro cúbico (kg/m³). Unidad de aceleración: La aceleración se define por a = d²x/dt². De la definición de la derivada se deduce que si x es un vector con unidad metro y t es un escalar con unidad segundo, entonces a es un vector con unidad metro dividido por el cuadrado del segundo, es decir, metro por segundo cuadrado. Simbólicamente se representa m/s². Unidad de fuerza: Está relacionada con la longitud y masa por la segunda ley de Newton: F = ma. La longitud es una magnitud básica con unidad metro; la aceleración se acaba de tratar en el ejemplo anterior. Usando el álgebra elemental se deduce que la unidad coherente de la fuerza es kg·m/s². Esta unidad tiene el nombre especial de newton (símbolo N). Unidad de energía: Se puede expresar en términos de fuerza y distancia por: E = F·d. Se deduce que la unidad coherente es el producto del newton y el metro, es decir, newton-metro (N·m); tiene el nombre especial julio (símbolo J).

Unidades derivadas con nombres especiales 22 unidades derivadas tienen nombres especiales. Para representarlas se pueden usar estos nombres o una expresión algebraica en términos de otras unidades. En algunos casos existe la posibilidad de confusión si se usa u omite un nombre especial aunque esto sea matemáticamente correcto. Algunos ejemplos concretos son:

El par motor tiene la misma dimensión que la energía pero son magnitudes físicas distintas. Se recomienda expresar el par motor con el newton-metro (N·m) en lugar del julio (J). En radiometría se recomienda usar el estereorradián como parte de la unidad cuando se involucran ángulos sólidos. Por ejemplo: para la intensidad radiante, se recomienda usar el vatio por estereorradián (W/sr) en vez del vatio (W) tal cual. El grado Celsius es matemáticamente igual al kelvin, pero solamente se usa para expresar diferencia de temperatura y temperatura Celsius. El kelvin solamente se usa para expresar diferencia de temperatura y temperatura termodinámica, donde el cero se corresponde con una temperatura termodinámica (absoluta) de 273.15K. Nótese que la diferencia de temperatura se pueden expresar tanto en grados Celsius como en kelvin. La temperatura Celsius se usa solamente por motivos históricos; la magnitud fundamental es la temperatura termodinámica.