测量误差按其性质可分为系统误差和偶然误差两类。
（一）系统误差
在相同的观测条件下对某量进行一系列观测，如果观测误差的数值大小和符号呈现出一致性倾向，即按一定规律变化或保持为常数，这种误差称为系统误差。例如用一把名义长度为30m而实际长度为29.99m钢尺量距时，每丈量一尺段就比实际长度大了0.01m，其误差数值大小与符号是固定的，所以丈量距离越长，尺段数愈多，误差就愈大。
（二）偶然误差
在相同的观测条件下对某量进行一系列的观测，如果观测误差的数值大小和符号都不相同，表面上看没有任何规律性，这种误差称为偶然误差。例如读数的估读误差；瞄准目标的照准误差等都属于偶然误差。偶然误差随各种偶然因素综合影响而不断变化，其数值大小和正、负符号呈现出偶然性，找不到消除其影响的方法，因此任何观测结果都不可避免地存在偶然误差。
一般来说，在测量工作中偶然误差和系统误差是同时发生的。由于系统误差对测量结果的危害性很大，所以总是设法消除或减弱其影响，使其处于次要地位，这样在观测成果中可以认为主要是存在偶然误差。研究偶然误差占主导地位的一系列观测值中求未知量的最或然值以及评定观测值的精度等是误差理论要解决的主要问题。