พลเมืองในอารยธรรมลุ่มแม่น้ำสินธุ (ประมาณ 3000–1500 ปีก่อนคริสตกาล ซึ่งรุ่งเรืองในช่วง 2600–1900 ปีก่อนคริสตกาล) ได้พัฒนาระบบมาตรฐานการวัดอย่างชาญฉลาดโดยใช้ตุ้มน้ำหนักและมาตรวัด ซึ่งสามารถตรวจสอบได้จากแหล่งโบราณคดีในแถบลุ่มแม่น้ำสินธุ [4] มาตรฐานทางเทคนิคนี้ทำให้เกิดเครื่องมือเกจที่สามารถใช้งานได้กับการวัดเชิงมุมและการวัดสำหรับการก่อสร้างได้อย่างมีประสิทธิภาพ [4] การเทียบมาตรฐาน (calibration) ก็สามารถพบได้ในอุปกรณ์การวัดพร้อมกับส่วนประกอบย่อยของอุปกรณ์บางชิ้น [4]

ระบบการวัดแรกสุดที่ใช้ตุ้มน้ำหนักและมาตรวัดเท่าที่ทราบทั้งหมด ดูเหมือนว่าถูกสร้างขึ้นในบางยุคสมัยระหว่างสหัสวรรษที่ 4–3 ก่อนคริสตกาล ในช่วงที่มีอารยธรรมอียิปต์โบราณ เมโสโปเตเมีย และลุ่มแม่น้ำสินธุ และบางทีอาจมีเอลาม (ในอิหร่าน) ด้วย สิ่งที่น่าประหลาดใจที่สุดระหว่างระบบการวัดโบราณเหล่านี้คือระบบของอารยธรรมลุ่มแม่น้ำสินธุ พลเมืองของอารยธรรมนี้ได้รักษาความเที่ยงตรงของการวัดความยาว มวล และเวลาไว้ได้อย่างยอดเยี่ยม การวัดของพวกเขาแม่นยำมากแม้ว่าจะเป็นหน่วยที่เล็กที่สุด คือเครื่องหมายขนาด 1.704 มิลลิเมตรบนเถาวัลย์ที่มีสเกลซึ่งค้นพบในเมืองลอทัล (Lothal) เป็นหน่วยวัดที่เล็กที่สุดที่บันทึกได้ในในยุคสำริด

ในสมัยนั้นใช้ระบบเลขฐานสิบ วิศวกรชาวหรัปปาใช้การแบ่งหน่วยวัดด้วยฐานสิบในทุกจุดประสงค์ รวมทั้งการวัดมวลด้วยตุ้มน้ำหนักทรงหกหน้า ตุ้มน้ำหนักจะมีพื้นฐานในหน่วย 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, และ 500 โดยที่หนึ่งหน่วยหนักประมาณ 28 กรัม คล้ายกับหน่วยออนซ์ของอังกฤษหรืออุนเซีย (uncia) ของโรมัน สำหรับวัตถุที่เล็กกว่าก็ใช้อัตราส่วนข้างต้น แต่หนึ่งหน่วยหนักประมาณ 0.871 กรัม

ระบบการวัดอื่นใช้ส่วนต่าง ๆ ของร่างกายหรือสิ่งแวดล้อมรอบตัวตามธรรมชาติเป็นเครื่องมือในการวัด ชาวบาบิโลนและชาวอียิปต์ยุคโบราณรวมทั้งคัมภีร์ไบเบิลได้แสดงให้เห็นว่า การวัดความยาวใช้ข้อศอก มือ หรือนิ้วมือมาตั้งแต่แรก และในเวลาเดียวกันก็ใช้ระยะเวลาโคจรของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และเทหวัตถุบนท้องฟ้าอื่น ๆ และเมื่อต้องการเปรียบเทียบความจุของภาชนะเช่นน้ำเต้า เครื่องปั้นดินเผา หรืออ่างโลหะ พวกเขาจะใส่เมล็ดพืชเข้าไปเพื่อวัดปริมาตร เมื่อการชั่งน้ำหนักมีความหมาย เมล็ดพืชหรือก้อนหินที่ใช้เป็นเครื่องมือก็จะกลายเป็นมาตรฐาน ตัวอย่างเช่นหน่วยกะรัต (carat) ที่ใช้ชั่งน้ำหนักอัญมณี มีที่มาจากเมล็ดของต้นแคร็อบ (carob)