在中国古代，音律还有一项非常重要的应用，那就是作为计量方面的基准依据。国家的治理离不开计量标准的制定，秦始皇统一天下后，首先要做的便是统一度量衡。度就是长度单位，量指的是容积单位，而衡则是重量单位。那么音律与度量衡之间有什么联系呢？
司马迁曾经说过：“王者制事立法，物度轨则，壹禀于六律。六律为万事根本焉。”此处的六律指音律，也就是说，音律是万事之本，是天子制事立法、设置计量准则的根本依据。古人认为，音律可以作为度量衡的一个共同本原。
《汉书·律历志》上详细地记载了西汉刘歆用乐律作为标准制定度量衡的理论和实践过程。刘歆，西汉人，本为汉室宗亲，却辅佐王莽篡汉，被王莽封为国师。因为中国传统的观念认为天子受命于天，所以政权的更迭往往也裹挟着其他改革一同进行，如国号、年号的改变，钱币的改变，计量标准的改革等。王莽建立新朝，万象更新，刘歆便主持进行了系统考证音律和度量衡的工作。
刘歆做的第一步，是“征天下通音律者百余人”。为何改革度量衡要征寻通晓音乐的人呢？那是因为，在确定计量标准的过程中，最先要确定的便是十二律中黄钟律的标准。音调的高低变化，人耳是可以分辨的，有些熟悉音乐且具有较高水平的人甚至可以分辨出很细微的音调高低变化。在经过多次讨论和调整后，刘歆等人最终确定了黄钟律的标准音高，并将能发出黄钟音高的律管的长度定为九寸。为了使计量更加严谨，刘歆等人又四处寻找，最终找到了一种黍米，将这种黍米一个个排列起来，排列到黄钟律管的长度，正好需要九十粒黍米。
汉代竹制十二音律管
也就是说，长度单位基准来自黄钟律管。黄钟律管长九寸，这本身就是一个基准，并且这一基准可以通过某种黍米的参验校正得以实现。具体方法是：选择个头儿适中的这种黍米，一粒黍米的宽度是一分，九十粒排起来，就是九寸，正好是黄钟律管的长度。这种黍米就提供了“分”这个长度单位。分确定了，其他长度单位自然也就可以由之推导出来。
这一方法有其内在的科学道理。因为律管的长度与它所发音高确实相关，一旦管长变化，必然引起音高变化，这是人耳可以感觉到的，从而可以采取相应措施，确保管长的恒定性，这就使得它有资格作为度量衡基准。但另一方面，对同一个笛管而言，它所发出的音高是否是黄钟音律，不同的人又可能有不同的理解，这就带来了标准的不确定性。为此，刘歆采用一种谷子作为中介物质，通过对它的排列，获得长度基准。他采用的是双重基准制：黄钟律管提供的是基本基准，黍米参验提供的是辅助基准。通过“乐律累黍”的方式，长度的标准便确定下来。
黄钟律管不但提供了长度基准，而且还能提供容积基准。具体方法是，按照黄钟律管定出的尺寸基准来制造容器，选择1200粒大小适中的黍米放入容器中，如果刚好填平，那么这个容积就被定义为一龠（读yuè），这就是黄钟之龠。这样的规定非常科学，确保了长度单位和容积单位的统一。实际上，有了用长度单位规定的容积单位，用黍米进行参验校正，已经不是必要的举动了。
另外，根据刘歆的理论，黄钟律还能为重量单位提供基准。它的理论依据是：由黄钟律管可以得到长度基准，由长度基准可以定出量器基准，量器基准确定以后，它所容纳的某种物质的重量也就随之确定。因为黄钟之龠恰好能容纳1200粒黍米，这1200粒黍米的重量就被定作12铢。铢便是重量的起始单位，所以，衡器的基准也是来自黄钟律。这就是用黄钟律管来制定度量衡标准的大概过程。(www.xing528.com)
东汉传世珍品无射律管，以青铜铸制，对于古代乐律学、计量学的研究都有重要价值
用音律做基准来制定度量衡体系是中国古人的一项伟大发明，可以说，这样的计量体系在世界范围内都非常先进。中国人很早便发明了这种先进的方法，而13世纪的西欧却使用“国王的脚”来制定长度标准，相比之下就太过原始粗糙了。
音律不仅与计量息息相关，而且还与时间以及节气相对应。古人认为，十二律代表了天地之气的推移变化，与一年十二个月相对应，它们的对应关系为：
这样，就使得音律与历法产生了联系。历史上，有一种“吹灰候气”的方法，说的是按“十二律”的固定音高制作十二根律管，在十二根律管里塞入葭莩的灰，只要到了某个月份，相对应的那一根律管中的灰就会自动地飞扬出来。杜甫《小至》诗中写道：“天时人事日相催，冬至阳生春又来。刺绣五纹添弱线，吹葭六琯动浮灰。”译成今天的白话文，就是天时人事每天变化得很快，转眼又到冬至了，过了冬至白日渐长，天气日渐回暖，春天即将回来了。刺绣女工因白昼变长而可多绣几根五彩丝线，相应的律管中已飞出了葭灰。诗中最后一句表达的就是这样一层意思。然而，这种方法在南北朝之前就已经失传了，据说，北魏的信都芳曾经成功复现过律管候气的方法，而其中的诀窍就是使用某一地点生长的初生芦苇的极薄的苇膜。地点不对不行，芦苇的膜太厚太重也不行。等到节气临至的时候，相应律管中的苇膜就会从管中飞出，而其余律管中的则纹丝不动。
北京天坛公园神乐署内的十二律管
然而，律管吹灰的传言在现代科学中得不到证明，从古至今许多人欲图试验，再次实现律管候气的古法，却屡屡失败。今天，我们认为，律管候气法或许只是传说，十二律与历法实际上是没有什么关系的。
北宋宋徽宗赵佶所绘的《听琴图》局部，北京故宫博物院藏
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