Het kilogram is sinds 1901 de internationale standaardeenheid voor massa en daarmee een van de zeven basiseenheden van het SI.
Het SI-systeem definieert dit kilogram als gelijk aan de massa van het internationale prototype, dat van een platina-iridiumlegering is gemaakt en bewaard wordt op het 'Bureau International des Poids et Mesures' (BIPM) (het internationale bureau van gewichten en maten) in het Franse Sèvres. Het internationale prototype is een cilinder van 90 massa% platina en 10 massa% iridium, met een hoogte en diameter van 39,0 mm. Het kilogram is de enige SI-eenheid die is gerelateerd aan een door mensen gemaakt voorwerp in plaats van aan een natuurkundige eigenschap. Het is ook de enige basiseenheid in het SI die een SI-prefix (kilo) in de naam heeft staan. Dit is om historische en praktische redenen zo gehouden; logischer zou zijn het 'gram' als basiseenheid te kiezen.
Officiële kopieën van het standaardkilogram zijn als nationale prototypen beschikbaar. De huidige standaard van Nederland, kopie nummer 53, bevindt zich in het Van Swinden laboratorium van het NMI te Delft. Een vorige massastandaard van Nederland is te bewonderen in het Rijksmuseum te Amsterdam.
Het internationale prototype van het kilogram werd in gebruik genomen in 1889.
De massa van de standaardcilinder is echter niet vast. Dit wordt geconstateerd door de massa van de referentie-cilinder te vergelijken met de massa van kopieën van die cilinder. Er is onder andere vervuiling van de cilinder in de orde van 1 µg per jaar. Er zijn speciale schoonmaakprocedures om deze vervuiling te verwijderen. Echter, het blijkt dat in de loop van de tientallen jaren de massa toch niet constant blijft, maar iets afneemt.
Vandaar dat er gezocht wordt naar een andere definitie van het kilogram, één die niet afhankelijk is van een fysiek voorwerp. Hierbij wordt onder andere gekeken naar het tellen van het aantal silicium atomen in een bol van monokristallijn silicium, of naar het afleiden van het kilogram van natuurkundige constanten.
Het gram was tijdens de invoering van de Franse wet in 1795 de eenheid van massa, door de Franse Academie van Wetenschappen gedefinieerd als de massa van 1 cm3 water van 0 °C. Omdat een verdampende standaard niet erg geschikt is moest een fysieke standaard gemaakt worden. Een gram is echter te klein om daarvoor te dienen; daarom werd er een prototype van 1000 g, dus 1 kilogram gefabriceerd, dat als voorlopige standaard dienst deed.
Toen in 1799 de meter een klein beetje veranderde werd ook een nieuw standaardkilogram gemaakt, de "kilogramme des Archives", ditmaal van platina. De massa verschilde niet alleen van de vorige doordat de meter veranderd was, men was inmiddels tot het inzicht gekomen dat het beter was water bij zijn grootste dichtheid, bij 4 °C, te gebruiken.
De kilogram van 1799 bleek geen tegen de tijd bestande eenheid, omdat zuiver platina te zacht is en krassen kan oplopen. Daarom werd in 1875 besloten om een legering te gebruiken. De nieuwe cylindervormige kilogram werd gemaakt van platina-iridium. De opzet was een stabielere standaard te verkrijgen; de massa werd niet gewijzigd.
Experts van het BIPM ontdekten in 2007 dat het stuk metaal door onbekende oorzaak 50 microgram aan gewicht had verloren ten opzichte van het gemiddelde van enkele tientallen kopieën. Dit dwong wetenschappers tot het zoeken naar een nieuwe definitie. Volgens de voorgestelde herdefinitie van de basiseenheden wordt de kilogram gedefinieerd door de constante van Planck een bepaalde exacte waarde te geven. De relatieve verandering van de numerieke waarde van massa's die hier in theorie het gevolg van is is van de orde van de huidige relatieve onnauwkeurigheid in de constante van Planck, die geschat wordt op 4.4 × 10-8.