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按测量手段的不同，测量方式可分为直接测量和间接测量。二者的差别在于是否可以直接测量出所需的量值，具体如下。
（1）直接测量
直接测量是指将被测量与标准量直接进行比较的测量方式。被测量的测量结果可以直接由测量仪器的输出（示数）得到，而无须经过数值的变换或计算。例如，用游标卡尺测量小尺寸轴工件的直径时，游标卡尺的示数即被测工件的直径。
（2）间接测量
间接测量是指直接测量与被测量有函数关系的量，通过函数关系求得被测量的测量方式。例如，用游标卡尺测量大尺寸轴工件的直径时，因游标卡尺的量程不够，可以测量弦长与矢高，通过计算间接得到工件的直径。
这两种测量方式各有优缺点：直接测量方式的测量过程简单、迅速；间接测量方式可能包括较多步骤，花费时间较长，在计算测量结果时需根据函数表达式进行换算，涉及较多过程量，但由于将整体的被测量拆分成若干分量，可通过提升各部分的测量精度而获得较高的整体精度。
按测量结果是否独立于测量系统，测量方式可分为开环测量和闭环测量。二者的差别在于测量结果是否可以作为反馈量对测量系统产生影响，具体如下。
（1）开环测量
开环测量是指测量结果独立于测量系统，不对测量系统产生影响的测量方式，即仅对测量结果进行采集、记录，而使用的测量系统不随测量结果而改变。
（2）闭环测量
闭环测量是指测量结果会作为测量系统输入的一部分，能对测量系统实时产生影响的测量方式。例如将测量结果再作为输入馈入测量系统，形成闭环测量系统。
总之，开环测量是传统的测量方式，也是最常见的测量方式之一。但随着测量技术的不断发展，越来越多的测量系统具有自动控制、自反馈等闭环测量功能，从而提供更高精度的测量结果。
按测量结果与被测量的能量关系，测量方式可分为能量变换型测量和能量控制型测量。二者的差别在于测量结果是否由被测量的能量转化而来，具体如下。
（1）能量变换型测量
能量变换型测量是指测量结果直接由被测量的能量转化而来的测量方式，其使用的仪器一般为无源传感器，即直接由被测对象输入能量使传感器工作。例如热电偶温度计、弹性压力计等，这类传感器在转换过程中需要吸收被测物体的能量，因此容易产生测量误差。
（2）能量控制型测量
能量控制型测量是指测量结果的能量由外部能源提供，但受被测量控制的测量方式，其使用的仪器一般为有源传感器，即由外部供给辅助能量使传感器工作。例如电桥电路应变仪，电桥电路的电源由外部提供，被测量引起应变片电阻变化，从而导致电桥输出变化。
总之，能量转换型测量涉及能量的转换，因此这种测量有时也被称为“换能器”，但无须外加电源，一般无能量放大作用，同时从被测对象获取的能量越少越好；能量控制型测量是从外部供给辅助能量使其工作的，并由被测量来控制外部供给能量的变化，或被测对象对激励信号反映被测对象的性质或状态，例如，超声波探伤、X射线测残余应力等。
按测量设备与物质的接触情况，测量方式可分为接触式测量和非接触式测量。二者的差别在于测量设备是否与被测对象接触，具体如下。
（1）接触式测量
接触式测量是指在测量过程中测量设备或其一部分与被测对象直接接触的测量方式。例如，水银体温计通过与身体进行直接接触以达到热平衡，实现对体温的测量。
（2）非接触式测量
非接触式测量是指被测对象不与测量设备直接接触，而是依靠调制载有信息的波或场（如借助声波、电磁波等手段）实现对被测对象的测量。例如基于远场涡流的金属缺陷探测、基于红外线的物体表面测温等。
这两种测量方式各有优缺点，接触式测量受到的外界干扰往往较少，结果可靠，而缺点是仪器自身也可能成为原信息的干扰源；非接触式测量往往用于条件恶劣、无法直接接触被测对象的场合，或者仪器与被测对象接触会破坏原有信息的场合，但缺点是在波、场传递过程中容易受到干扰。
按被测对象在测量过程中所处的状态，测量方式可分为静态测量和动态测量。二者的差别在于被测对象在测量过程中状态是否发生变化，具体如下。
（1）静态测量
静态测量是指在测量过程中被测对象不随时间而变化或变化极慢，在所观察的时间内可忽略其变化而将其视作常量，则认为其状态固定不变或基本不变，不需要考虑时间因素对测量结果的影响。
（2）动态测量
动态测量是指被测对象在测量过程中会随时间（或其他影响量）发生变化。动态测量可以作为一种随机过程的问题处理。
日常工作中大多数的接触式测量都是静态测量，静态测量中的被测对象和测量误差可作为随机变量被处理。而在动态测量中，测量系统需尽量为线性系统，这是因为目前对线性系统的数学处理和分析方法比较完善；而动态测量中的非线性校正较困难。许多实际的测量系统，只能在一定的工作范围和误差允许范围内当作线性系统来处理。