Pengukuran online awalnya mengacu pada pengukuran yang dilakukan pada jalur produksi industri. Belakangan, seiring dengan kemajuan teknologi dan meningkatnya permintaan, pengukuran ini secara bertahap melampaui cakupan tradisionalnya, meluas hingga mencakup semua pengukuran-waktu nyata atau hampir-waktu nyata-yang dilakukan dalam bidang teknik, penelitian ilmiah, dan bahkan kehidupan sehari-hari.
Dalam jangka waktu yang cukup lama, pengukuran pada dasarnya bersifat statis, artinya benda yang diukur tidak mengalami perubahan atau perubahan yang tidak signifikan selama proses pengukuran. Selain itu, sebagian besar pengukuran dilakukan secara "offline", bukan "online", artinya pengukuran tidak dilakukan selama proses produksi, penelitian, atau rekayasa. Seiring berjalannya waktu, metode pengukuran tradisional ini semakin tidak memadai untuk memenuhi kebutuhan perkembangan teknologi, produksi, dan sosial. Misalnya, dalam produksi industri, pengukuran statis offline hanya dapat menguji bahan mentah, komponen, dan produk jadi secara terpisah, namun tidak berdaya untuk memantau proses produksi itu sendiri. Jika proses produksi dapat dipantau di jalur produksi, yaitu melalui apa-yang disebut "pengukuran online", hal ini tidak hanya dapat mengurangi konsumsi, menurunkan biaya, meningkatkan output, dan meningkatkan efisiensi, namun juga menjamin kualitas produk dan meningkatkan daya saing produk. Selain itu, pengukuran online dapat terus memantau dan mendiagnosis, bahkan menghilangkan potensi kesalahan pada peralatan produksi, sehingga menjaga sistem produksi dalam kondisi pengoperasian optimal.
Pengukuran online sama pentingnya dalam banyak bidang seperti penelitian ilmiah, kesehatan, dan pertahanan nasional. Misalnya, dalam penelitian material baru, deteksi proses transisi fase memerlukan pengukuran online; dalam diagnosis medis, penggunaan monitor elektrokardiogram dinamis portabel untuk mendeteksi aktivitas jantung juga merupakan bentuk pengukuran online; dan dalam peluncuran dan pengoperasian roket, pemantauan dan pengendalian daya dorong, parameter orbit, dll., memerlukan pengukuran online.
Secara internasional, pengukuran online mulai menarik perhatian pada akhir tahun 1960an. Hal ini sebagian disebabkan oleh kebutuhan perkembangan teknologi, produksi, dan sosial, khususnya tantangan kualitas dan efisiensi; dan sebagian karena kemajuan teknologi sensor, teknologi komputer mikro, teknologi kontrol otomatis, dan teknologi pengenalan gambar, yang menyediakan kondisi yang diperlukan untuk terwujudnya pengukuran online. Konferensi Internasional tentang Pengukuran Online yang pertama, diadakan pada tahun 1974, semakin menarik perhatian luas dari negara-negara di seluruh dunia dan memainkan peran penting dalam pengembangan dan penerapan teknologi pengukuran online. Dalam beberapa tahun terakhir, selain terus mengadakan konferensi internasional khusus mengenai pengukuran online, hampir semua konferensi mengenai metrologi, pengujian, dan instrumentasi, pada tingkat yang berbeda-beda, telah membahas pengukuran online, dan beberapa bahkan secara eksplisit mencantumkan pengukuran online sebagai topik penting. Saat ini, teknologi pengukuran online telah menjadi bidang pengembangan utama dalam metrologi dan pengujian modern, yang terus mengalami kemajuan baru dan memberikan dampak yang semakin signifikan terhadap perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, produksi, dan masyarakat.