ภาระกิจที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งของสถาบันมาตรวิทยาคือการทำงานวิจัยด้านการวัด การพัฒนากระบวนการวัดต่างๆ เพื่อให้มีความสามารถทัดเทียมกับมาตรวิทยาระหว่างประเทศที่มีความเจริญก้าวหน้าไปมาก งานวิจัยที่ได้ทำขึ้นมานี้ล้วนมีเป้าหมายในการนำใปใช้ได้จริง สามารถเข้าถึงและจับต้องได้เป็นหลัก และมีความสอดคล้องกับนโยบายพัฒนาประเทศ งานวิจัยไม่เพียงแต่มุ่งเน้นให้เห็นผลโดยเร็วเท่านั้น งานวิจัยก็ยังต้องมีความเสี่ยงและความไม่แน่นอนอยู่บ้างกรณีที่เรานำงานวิจัยไปใช้ในส่วนของการลงทุน เช่นเครื่องมือวัดที่วิจัยคิดขึ้นมาได้ อาจจะไม่คุ้มค่าต่อการลงทุนก็เป็นได้ หรืออาจจะเห็นผลตอบแทนในระยะยาวเป็นต้น