- Türkiye'de kullanılan temel ve türetilmiş ölçme birimlerinin ulusal referans standart ve sistemlerini geliştirmek ve muhafaza etmek,
- Türk ulusal ölçme referans standartlarının uluslararası ölçme standartlarına olan izlenilirliğini sağlamak, bunun için Uluslararası Ölçme ve Ağırlıklar Bürosu- BIPM ve diğer ülkelerin ulusal merkezleri ile gerekli teknik ve idari bağları kurmak, Türkiye'yi teknik yönden BIPM nezdinde temsil etmek,
- Standart referans malzemeleri arşivi oluşturmak, bunların üretimini ve tescilini yapmak,
- Enstitü'nün çalışma alanlarına giren konularda seminer, sempozyum, kongre, konferans gibi bilimsel ve teknik toplantılar düzenlemek, yayınlar yapmak,
- Endüstriyel ölçme problemleri ve ölçme teknolojileri üzerinde araştırma-geliştirme çalışmaları yapmak, ölçme cihaz ve sistemlerinin prototiplerini geliştirmek ve bunları yurt içinde veya dışında pazarlamak,
- Kamu ve özel sektörde faaliyet gösteren kalibrasyon, test, analiz ve ölçüm laboratuvarlarına ve bu konularda çalışan kuruluşlara kalibrasyon, ölçme, danışmanlık ve eğitim hizmeti vermek ve verilen hizmetleri belgelendirmek,
- Türkiye için kalibrasyon, test, analiz ve diğer ölçme faaliyetlerinde bulunan laboratuvarların akreditasyonu ile ilgili sistemin kurulmasına yönelik çalışmalar kapsamında TÜRKAK'a destek olarak, ulusal metroloji sisteminin kurulmasına katkıda bulunmak,
- İkincil seviye laboratuvarların, ulusal standartlara izlenebilir olarak, uluslararası normlarda faaliyet gösterebilmesi için, gerekli düzenlemeleri yapmak ve bu amaçla 14 Ekim 1999 tarihinde imzalanan Uluslararası Tanınma Düzenlemesi kapsamındaki faaliyetleri yürütmek,
- Ölçme ile ilgili konularda düzenleme ve kontrol yükümlülükleri olan merkezi ve bölgesel resmi kuruluşlara yardımcı olmak, bu kuruluşlar tarafından yapılan ölçümlerin uluslararası sisteme uygun olarak yapılabilmesine katkıda bulunmak ve gereken durumlarda bu kuruluşlar arasındaki ölçme faaliyetlerini koordine etmek,
- Ülke çapında yapılan ölçümlerin ülke içi ve dışı benzeri ölçümlerle uyumunu ve bütün ölçümlerin izlenebilirliğini, sağlamak amacıyla Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı ile TÜBİTAK arasında imzalanan 16/12/1994 tarihli protokol çerçevesinde yurt içinde üretilen ve ithal edilen etalonlara (ölçme standartlarına) Metrolojik Kullanıma Uygunluk Belgesi verilmesi ile ilgili çalışmalarda bulunmak,
- Başta Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı olmak üzere Bakanlıklar veya diğer yetkili kuruluşların belirleyeceği alanlarda ve vereceği yetkiyle tip onayı veya benzeri ölçümleri yapmak,
- Enstitü'nün teknik personelini eğitmek, üniversitelerde, endüstri kesiminde ve araştırma kuruluşlarında görevli araştırıcı ve teknik personelin eğitiminde yardımcı olmak, bu amaçla metroloji alanında bir eğitim sertifikasyonu sistemi oluşturmak,
- Ölçme ile ilgili IMEKO, GULFMET, EURAMET, EUROCHEM başta olmak üzere çeşitli uluslararası kuruluşlar nezdinde Türkiye'yi temsil etmek,
- Bütün Türkiye'de geçerli olacak, Evrensel Koordineli Zamandan (UTC) türetilmiş ulusal zaman standardını oluşturmak, oluşan standart zamanı Türkiye içinde dağıtmak ve Uluslararası Atomik Zaman Birliği (TAI) içinde Türkiye'yi temsil etmek,
- Başkan ve Bilim Kurulu tarafından verilen diğer görevleri yapmak.