SI的前身——十进制米制，于1799年7月22日创立。当时“米”和“千克”的两台铂金标准器保存在巴黎的法国国家档案馆。
1869年，拿破仑三世批准成立了国际科学委员会，负责宣传新的米制测量体系以促进贸易。同年11月16日，法国政府邀请世界各国加入国际米制委员会，约有30个国家加入，并于1870年召开首次会议。
正是这个组织后来推动了17个国家于1875年5月20日在法国签署《米制公约》。尽管该公约以“米制”命名，但它实际上约定了三个单位：基于实物标准器定义的米和千克，以及基于天文时定义的秒。
1889年，国际米原器、国际千克原器和天文秒作为米、千克、秒三个基本单位的定义基础，组成了最早的国际测量体系。1926年，该体系又引入了安培，包含4个基本单位，分别为米、千克、秒和安培。
1960年，该体系正式被命名为国际单位制，缩写为SI。
