Vědecká rada je základním vědeckým orgánem institutu. Jejím úkolem je zabývat se v souvislosti s úkoly ČMI vědeckými problémy metrologie a souvisejících vědních oborů, analyzovat trendy rozvoje příslušných disciplin, posuzovat výsledky vědeckotechnických prací institutu, iniciovat programy aplikovaného výzkumu, posuzovat na úrovni ČMI návrhy na schválení státních etalonů a vyhlášení referenčních etalonů ČMI a napomáhat výchově vědeckých a vědeckotechnických pracovníků institutu.
Vědecká rada kontroluje, aby výzkum a vývoj tvořil nedílnou část pracovní náplně středisek primární etalonáže a aby jejich práce byla v souladu s potřebami metrologie v ČR a se stavem vědeckého a technického rozvoje ve světě.
Vědecká rada má nejméně 9 členů z řad externích odborníků a vědeckých pracovníků institutu, jmenovaných generálním ředitelem institutu na základě jejich předchozího souhlasu. Výše zmíněnými externími odborníky jsou osoby, které svou vědeckou prací nebo praktickými zkušenostmi mohou přispět k rozvoji vědecké činnosti institutu. Generální ředitel institutu a jeho odborný ředitel pro FM jsou také členy Vědecké rady.
Pro funkční období od 1.1.2019 do 31.12.2022 byli jmenování tyto členové Vědecké rady:
| doc. MUDr. Jan Bruthans Ph.D, MPH | Všeobecná fakultní nemocnice v Praze |
| Prof., Ing.Tomáš Čechák, CSc. | ČVUT |
| Doc., Ing.Stanislav Ďuriš, CSc. | STU Bratislava |
| Ing. Radek Sedláček, Ph.D. | ČVUT |
| RNDr.Tomáš Gronych, CSc. | MFF UK |
| Doc., RNDr.Pavel Janderka, CSc. | Pragolab |
| RNDr. Pavel Klenovský | ČMI |
| Ing. Matěj Hraška, Ph.D. | Tamron |
| Prof. Ing. Dagmar Janáčová, CSc. | UTB Zlín |
| Ing.Ondřej Prokeš , Ph.D., MBA | NET4GAS |
| Prof. Ing. Miloslav Suchánek, CSc. | VŠCHT |
| RNDr. Jiří Tesař, PhD. | ČMI |
| Ing. Zbyněk Veselák | ÚNMZ |
| Ing. Jiří Kratochvíl | ÚNMZ |
| Ing. Jaromír Markovič, Ph.D. | Žilinská univerzita v Žilině |
| Mgr. Milan Mikula | SMÚ |
| Jiří Mrázek | VÁHY PRO, s.r.o. |