測量系統是指用來對測量對象進行定量測量或對被測特性進行定性評價的人員、量具、測量方法、參照標準、測量環境等的集合體，即測量系統涵蓋用來獲取測量結果的整個過程。六西格瑪管理的測量系統分析（measurement system analysis)是指用統計方法來確定測量系統中的波動源，以及它們對測量結果的影響，最后對測量系統是否符合使用要求給出明確判斷。
    
    一個合格的測量系統必須具備較高的準確度（accuracy)和精確度（preci-sion),通常用偏倚和波動來表示。測量系統的偏倚是指多次測量的平均值與被測質量特性基準值之差，其中基準值是已知的參考值或利用更高級的測量設備進行若干次測量后取其平均值來確定。波動表示在相同測量條件下進行多次重復測量的結果分布的離散程度。
    
    每個測量系統都有其量程，因此，好的測量系統應該要求在量程的任何一處都不存在偏倚。但由于偏倚可以通過校準而加以修正，因此有時可以對測量系統的偏倚要求放寬些，但為了在任何一處都能對觀測值加以修正，我們必須要求測量系統的偏倚具有線性。測量系統的線性是指在其量程范圍內，偏倚是基準值的線性函數。對于通常的測量方法，一般說來，當測量基準值較小（量程較低的地方）時，測量偏倚也會比較小；當測量基準值較大（量程較高的地方）時，測量偏倚也會比較大。線性就是要求這些偏倚量與其測量基準值呈線性關系。
    
    此外，測量系統還必須具有穩定性，即系統的計量特性隨時間保持恒定的能力。在研究測量系統穩定性時，假定測量系統在一定時間內各項統計性能（包括偏倚、總波動及測量誤差的分布等）均保持恒定。它主要是用測量結果的統計穩定性來衡量的。定期地對測量標準器（量具）或標準件進行重復測量，并繪制測量值的控制圖。從控制圖上可以判斷測量系統是否統計穩定，然后可以針對引起不穩定的原因進行分析和糾正。