Parmi les sept unités de base du SI, seul le kilogramme est encore défini à partir d'un objet matériel (artefact), à savoir le prototype international du kilogramme conservé au BIPM. Le principal inconvénient de l'actuelle définition du kilogramme est qu'elle fait référence à la masse de l'artefact dont on sait, par nature, qu'elle ne peut être absolument stable.

Les résultats des comparaisons effectuées entre le prototype international et ses témoins indiquent une certaine divergence avec le temps. Le schéma présenté ci-contre montre des variations d'environ 5 × 10^–8, soit 50 µg, de la masse des étalons depuis leur premier étalonnage effectué il y a plus de cent ans. Veuillez noter que ce schéma présente uniquement les variations relatives des masses des témoins par rapport à celle du prototype international du kilogramme (le zéro de l'axe y). En ce qui concerne le prototype international du kilogramme, la dérive de sa propre masse depuis 1889 ne peut être établie, bien qu'on puisse supposer qu'elle existe. L'évolution de la masse du prototype international ne peut être déterminée qu'à partir d'expériences absolues qui, jusqu'à présent, ne sont pas d'une assez grande précision.

Toute variation non connue de l'unité de masse a également des répercussions sur les unités électriques puisque la définition de l'ampère est liée au kilogramme. De la même façon, les définitions de la mole et de la candela dépendent du kilogramme.

À sa 21^e réunion (1999), la CGPM a ainsi recommandé dans sa Résolution 7 de poursuivre les efforts entrepris pour affiner les expériences qui relient l'unité de masse à des constantes fondamentales, l'objectif étant de parvenir à une redéfinition « quantique » du kilogramme. Toute nouvelle définition devra être cohérente à quelques 10^–8 avec la définition actuelle afin d'assurer la continuité des valeurs de masse.

Quand la définition du kilogramme sera fondée sur une constante de la nature, et non plus sur un artefact, il sera possible de réaliser l'unité de masse du SI en tout lieu, à tout moment et par tout un chacun (voir également Qu'est-ce qu'une mise en pratique ?). La Résolution 1 (2011) met également en évidence les avantages suivants :

les incertitudes associées à l'ensemble des unités électriques du SI réalisées, directement ou indirectement, au moyen de l'effet Josephson ou de l'effet Hall quantique et à partir des valeurs dans le SI des constantes de Josephson et de von Klitzing, KJ et RK, seraient réduites de manière significative si le kilogramme était redéfini à partir d'une valeur numérique exacte de h, et si l'ampère était redéfini à partir d'une valeur numérique exacte de la charge élémentaire e ; la définition actuelle du kelvin se fonde sur une propriété intrinsèque de l'eau qui, bien qu'étant une constante de la nature, dépend dans la pratique de la pureté et de la composition isotopique de l'eau utilisée ; le kelvin serait mieux défini s'il était relié à une valeur numérique exacte fixée pour la constante de Boltzmann k ; le fait de redéfinir la mole à partir d'une valeur numérique exacte de la constante d'Avogadro NA aurait pour conséquence qu'elle ne dépendrait plus de la définition du kilogramme, même lorsque le kilogramme sera défini à partir d'une valeur numérique exacte de h. Ceci, de plus, mettrait en évidence la distinction entre les grandeurs « quantité de matière » et « masse » ; les incertitudes liées aux valeurs d'autres constantes fondamentales et facteurs de conversion d'énergie importants seraient éliminées ou réduites de façon considérable si h, e, k et NA avaient des valeurs numériques exactes lorsqu'elles sont exprimées en unités du SI.

Résolution 1 (CGPM 2011)