仪器仪表的分类多种多样，具体可按照动力源、功能、物理量、原理、行业用途等角度进行划分。按照动力源分类，可以分为电动仪表（电子仪表）、气动仪表和液动仪表。根据功能分类，仪器仪表可以分为检测（传感、转换、变送）仪表、控制（运算、调节）仪表（含显示仪表）、执行（器）仪表（含执行机构和调节阀）（调功器、变频器也可归此）。如果按照物理量分类，则可以分为电气仪表、化学光学仪表、核（辐射）仪表、无线电、电子仪器、长度仪表、时间量仪表、热工（量）仪表、力学（力、质量、重量、硬度等）仪表等。

按原理分类时，以流量仪表为例，可以分为容积式、速度式（含旋翼式水表、涡轮等）、力式（靶式）、差压式（含孔板、多孔孔板、均速管、喷嘴、文丘利管、旋翼式、转子、弯管等）、热式、超声波式、科氏力式、涡街（漩涡）、电磁流量计等。其他物理量的测量也有相应的分类方式。

根据行业用途分类，仪器仪表可以分为标准计量（量值传递）仪器、科学实验仪器、教学仪器、航空航天仪表、汽车仪表、矿用仪表、工业仪表、商贸仪器等。

有时，DCS、PLC等控制设备也被纳入仪表大类中。