Ein Kilogramm muss durch die Masse eines bestimmten Metallzylinders definiert sein.

Seit 1889 war das Kilogramm buchstäblich an einen einzelnen Gegenstand gebunden: den Internationalen Kilogrammprototyp, einen Platin-Iridium-Zylinder, der nahe Paris aufbewahrt wurde. Nationale Metrologieinstitute besaßen amtliche Kopien, deren Massen regelmäßig mit dem Prototyp verglichen wurden.

Das System funktionierte bemerkenswert gut, hatte aber eine grundsätzliche Schwäche. Wenn der definierende Körper durch Verunreinigung, Reinigung oder Veränderungen seiner Oberfläche winzige Mengen an Masse gewann oder verlor, existierte kein unabhängiges Kilogramm, mit dem man sagen konnte, dass gerade der Prototyp selbst sich verändert hatte. Vergleiche zwischen ihm und seinen Kopien zeigten im Lauf der Zeit kleine relative Abweichungen.

Die Metrologie suchte deshalb nach einer Definition, die auf einer unveränderlichen Eigenschaft der Natur statt auf einem einzelnen Objekt beruht. Kibble-Waagen verknüpfen mechanische Leistung mit elektrischen Messgrößen; Verfahren zur Atomzählung lieferten einen unabhängigen Weg zur selben Massenskala.

Mit der SI-Neudefinition von 2019 wurde ein exakter Zahlenwert für die Plancksche Konstante festgelegt. Das Kilogramm wird seitdem durch Messungen realisiert, die auf diesen festgelegten Wert zurückgeführt werden können, statt definitionsgemäß der Masse eines bestimmten Zylinders zu entsprechen.

Physische Kilogrammnormale wurden dadurch nicht nutzlos. Labore verwenden sorgfältig erhaltene Massestücke weiterhin als praktische Vergleichs- und Transferstandards. Geändert hat sich die Grundlage der Einheit selbst.