В результаті спостережень фіксуються кількісні ознаки основних чинників. Реальний результат експерименту - завжди випадкова величина і відрізняється від дійсного значення. Це відхилення називається похибкою спостереження, яка також випадкова величина.
Розрізняють два поняття - похибка вимірювального приладу і похибка результату вимірів. Похибка вимірювального приладу залежить від недосконалості самого приладу. Похибкаь результату вимірів визначається не лише похибкою конкретного вимірювального приладу, але і впливом багаточисельних зовнішніх чинників і в значній мірі кваліфікацією оператора.
Поява похибок виміру викликається різними причинами, наприклад наближеністю рівнянь, покладених в основу побудови приладу, його зносом, неправильною установкою, змінами параметрів довкілля, недосвідченістю або психофізичним станом оператора і так далі. Всі ці причини прийнято називати джерелами похибок. Аналізуючивплив перерахованих чинників на результат виміру, похибки можна розділити на три види - систематичні, випадкові і промахи.
Систематичні похибки ділять на групи унаслідок їх виникнення і характеру прояву.
Унаслідок виникнення розрізняють похибки установки, інструментальні, похибки методу і особисті. Похибками установки називають похибки, що виникають при відхиленні просторового положення приладу від нормального, а також при зміні зовнішніх умов (тиску, вологості, температури, зовнішніх електричних і магнітних полів). Інструментальними називають похибки, визначувані конструктивними, технологічними або схемними недоліками приладу або установки. До похибок методу, або теоретичним, відносять похибки, які викликаються, наприклад, недостатньою розробкою методу або побудовою методу на основі наближених закономірностей і формул. Особистими називають похибки, визначувані індивідуальними особливостями оператора і його психофізичним станом.
По характеру прояву систематичні похибки поділяють на постійні і змінні. Постійними називають похибки, що не міняють свого знаку і величини протягом всього процесу виміру, наприклад похибки від неправильного градуювання шкали, неточності підгонки плечей дільника напруги. У досвідчених операторів постійний знак і значення мають також особисті похибок. Змінні можна розділити на похибки прогресивні, періодичні і змінні по складному закону. Прогресивні - це похибки, які під час процесу безперервно або збільшуються, або зменшуються. Наприклад, похибки вимірювального моста з батарейним живленням, яка безперервно зростає у міру розрядки батарей живлення. Періодичні - це похибки, що періодично міняють свої значення і знак. Наприклад, похибка осцилографічного індикатора з круговою розгорткою, в якого центр відлікового пристрою не збігається з центром розгортки. Похибки, що змінюються по складному закону, - це похибки вимірювальних приладів, визначувані неточністю нанесення відміток на шкалі.
Випадковими називають похибки, поява яких викликана сукупною дією декількох впливаючих (дестабілізуючих) чинників. Їх функціональний зв'язок з джерелом похибок не можна виявити із-за їх невідомості і великої кількості.
Промахи найчастіше виникають як результат неправильної дії оператора (невірний відлік, помилки в запису, помилкове включення приладів). До промахів відносяться також грубі похибки, тобто похибки виміру, що істотно перевищують очікувану в даних випадках похибку. Промахи виявляють при обробці експериментальних даних.
Класифікація погрішностей не обмежується розглянутими видами. Так, залежно від характеру вимірюваної величини погрішності бувають статичними й динамічними, за способом здобуття результату вимірів розрізняють погрішності прямих і непрямих вимірів і так далі.