实验科学中，测量误差（英语：measurement error）或观测误差（observational error）简称误差（error），是测量结果偏离真值的程度。对任何一个物理量进行的测量都不可能得出一个绝对准确的数值，即使使用测量技术所能达到的最完善的方法，测出的数值也和真实值存在差异，这种测量值和真实值的差异称为误差。误差根据数值计算方式可分为绝对误差和相对误差，也可以根据误差来源分为系统误差、随机误差和毛误差。
测量误差（除了毛误差外）并不是“错误”，是事物固有的不确定性因素在量测时的体现。
绝对误差（absolute error）。是测量值（单一测量值或多次测量值的均值）与真值之差，即：绝对误差 = 测量值 - 真值。若测量结果大于真值时，误差为正，反之为负。
相对误差（relative error）为绝对误差与真值的比值，即：相对误差 = 绝对误差/真值（可以用百分比(%)、千分比(ppt)、百万分比(ppm)表示，但常以百分比表示）。一般来说，相对误差更能反映测量的可信程度。
例如，测量者用同一把尺子测量长度为1厘米和10厘米的物体，它们的测量值的绝对误差显然是相近的，但是相对误差前者比后者大了一个数量级，表明后者测量值更为可信。
误差的来源可以分为系统误差、随机误差和毛误差。
用等式可以表达，随机误差中可能存在的结果为：单独测量值 = 精确值 + 随机误差。
而系统误差中，则结果为：单独测量值 = 精确值 + 偏度 + 随机误差。
误差的分布情况具有如下性质：
