国際メートル原器という「物」を基準にした定義では、メートル原器の紛失、焼損などのおそれがある。さらに、国際メートル原器と比較しなければメートルを決めることができない。そのため、どこにいても1メートルの長さを現示することのできる普遍的な定義が求められるようになった。また、基準となる目盛り線自体に幅があるため、その幅分だけ誤差が生じることになる。

普遍的でより精度の高いメートルの定義として光の波長を使用するという発想が、ジェームズ・クラーク・マクスウェルの1873年の著書『電磁気学』の中で初めて示されている。1892年、国際度量衡委員会は光の波長を用いた長さの基準の研究をアルバート・マイケルソンに依頼しており、彼は自身の考案した干渉計でカドミウムから出る赤色の光の波長を求めて、光の波長を元にしたメートルの定義が可能という研究結果を発表した。どの原子を使用すれば良いかの議論の末、1960年の第11回国際度量衡総会において、「クリプトン86原子の準位2p¹⁰と5d⁵の間の遷移に対応する光の真空中における波長の1 650 763.73倍に等しい長さ」という新しい定義が採択された。

その後、光速度の測定精度が高まったこと、長さの測定精度が時間の測定精度と比べて劣っていたことから、1983年の第17回国際度量衡総会において、光速度を基準とする現在の定義が採用された。