为了确保计量结果的客观性和准确性，古人对误差现象也做了探讨，并在此基础上形成了自己的误差学说。
在总结大量测量实践的基础上，古人认识到，尽管测量可以做到非常，但不管是什么测量，总会有一定的误差存在。对此，【淮南子·说林训】有精彩的论述：“水虽平，必有波；衡虽正，必有差；尺寸虽齐，必有诡。非规矩不能定方圆，非准绳不能正曲直，用规矩准绳者，亦有规矩准绳焉。”意思是说：水面即使平静，也有波纹存在；天平虽然平正，结果也会有偏差；尺寸即使已经对齐，读数也会有谬误。没有仪器不能进行测量，使用一起必须遵守相应的操作规则。这段话形象地表明了古人在误差理论上获得的一个重要认识：在测量中，误差不可避免。同时，它也强调了遵守操作规则的重要性。
当然，并非所以种类的误差都不可避免的。例如不遵守操作规则而导致的过失误差就是可以避免的。荀子就曾列举过过失误差的例子。他说：在天平没有调平衡的情况下，把重物悬挂在仰着的一侧，人们会觉得它轻；把轻东西悬挂在垂着的一侧，人们会觉得它重。这种情况下得到的结果，就是不正确的。荀子所指出的这种误差，在实践中当然应该予以避免。
在运用误差理论减少测量误差方面，古人有着内容丰富的探索。他们强调要制订科学的计量标准，保持测具的统一和稳定，并且针对产生误差的原因进行“对症施治”的改进。在古人为减少误差而采取的种种措施中，有两种做法特别值得一提，因为它们很巧妙地运用了误差理论。
一种做法是减少测量中的相对误差，这在古人立表测影的演变过程中有所反映。
另一种方法是宋末元初赵友钦在测量恒星赤经差时采用的，意在避免过失误差，减少偶然误差。为了确保观测结果的准确可靠，赵友钦把观测人员分为两组，两组用同样的设备，观测同样的恒星，所得结果相互参校。他在【革象新书·测经度法】中说“必置四壶、立两架，同时参验。”即是说，在测量时观测，以所得结果相互比较，这样才能避免差错。
赵友钦的做饭很有道理。为了避免过失误差，测量需要有所参校。同时这样也有利于对测量结果取平均值，从而增加了结果的准确程度。现在人们在测量中，也取用多次测量的平均值作为真值使用，由此可以看到赵友钦这种测量方法的科学性。
中国古代对误差问题的讨论，一般散见于各类书文之中，因而显得有些零散，没有形成自己首尾一贯的系统。即使如此，古人对误差理论的探讨，还是达到了一定的深度和广度，是值得予以认真总结的。