测量误差包括偶然误差、系统误差和粗差三种。偶然误差又称随机误差。当一个观测值(或称测量值、量测值)的误差受许多因素的影响，而每一因素的影响都较小且量级相当时，则该观测值是随机变量，其误差属于偶然误差，且大多服从正态分布。观测值可以是简单的直接观测值，如钢尺读数、角度或距离读数，也可以是导出值，如测段水准高差、角度或距离的测回均值，也可以是组合值，如组合相位、相位差分等。基于最小二乘法的经典测量平差是建立在观测值只含偶然误差的情况。注意偶然误差有时有系统性影响。