L'unità di base 1 mole è la quantità di sostanza di un sistema che contiene tante entità elementari quanti sono gli atomi in 0,012 kg di carbonio 12.
La nozione fisica di quantità di sostanza, e quindi la mole come sua unità di misura, è entrata relativamente tardi nel Sistema Internazionale di Unità, più precisamente in occasione della Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure del 1971. Il ritardo si spiega principalmente con il fatto che gli scienziati sono stati a lungo incerti se concepire la mole come unità di massa o come quantità adimensionale. Solo quando apparve sempre più chiaramente che ambedue le interpretazioni erano errate, si andò gradualmente affermando l'idea della mole come unità a sé stante, che andava aggiunta quindi alle altre unità di base.
La nozione «quantità di sostanza» permette di analizzare una proprietà fisica che finora le altre unità di base non avevano consentito di misurare. Tale proprietà si ricollega all'idea che la materia di un corpo è costituita da un certo quantitativo di particelle elementari, di cui la nuova unità di base permette di stabilire il numero. La mole ha infatti, per definizione, tante entità elementari quanti sono gli atomi contenuti in 12 grammi del nuclide di carbonio 12. Va aggiunto che, per quanto attiene alla definizione, il genere di entità elementare preso in esame è del tutto irrilevante. Si può trattare cioè tanto di atomi, quanto di molecole, di ioni, di elettroni e così via. È perciò essenziale, servendosi di questa unità di misura, specificare di quale entità elementare si tratta.
La mole può essere intesa in primo luogo come grandezza di riferimento, senza conoscere esattamente il numero delle particelle. In realtà si è riusciti anche a determinare quanti sono effettivamente gli atomi presenti in 12 g di carbonio 12. Tale valore, pari a
(6,0221367 ± 0,0000036) . 1023 atomi/mol,
è detto «numero di Loschmidt» o «di Avogadro». I delicati procedimenti di misurazione necessari per calcolare questa costante naturale sono stati eseguiti da grandi istituti specializzati, come il NIST (National Institute of Standards and Technology) negli USA.
Le varie designazioni prima in uso per questa unità, come grammomolecola, peso grammomolecolare, grammo-atomo, ecc., sono ormai superate e dovrebbero scomparire dall'uso. Corretta è solo la denominazione ufficiale di «mole». Per evitare malintesi, in futuro bisognerà inoltre parlare non più di «peso molecolare», bensì di «massa molare» e servirsi dell'unità kg/mol.