硬度的测量与表示方法很多。硬度值的大小也与宏观、微观等尺寸效应有关。
一、硬度厚度原理
原理内容：在微观状态下，厚度越小，硬度越大；当厚度无限小时，硬度将无限大。
物质是由原子等最基本粒子组成，在破碎过程中，当不同的物质被破碎到趋于无限小时，实际上已经变成了相同或类似的单个颗粒结构了，并且刚性极大。所以，它们的硬度值会变得越来越大，直至趋同。
从硬度的测试角度来看，硬度取决于物体受“力”后，颗粒上下层或受“力”点周围其
他颗粒位移的变化，也就是说与厚薄的关联度比较大。当一个物体的厚度接近于分子、原
子的尺寸级别时,相对于抵抗破碎的内在结合力的能量是很大的，在外力作用时几乎不会变形了。所以，硬度值会变得很大。
分子比原子的可变化空间更大一些，所以，可以这样认为，由分子组成的物体的硬度要比原子组成的物体的硬度小。
二、硬度密度原理
原理内容：基本粒子排列越紧密，硬度越大。
在宏观状态下，硬度越大，柔韧性越差。但是在微观世界里,特别当厚度接近原子“板”时，我们可以想象这个“板”是由一颗颗原子用键连接起来的,就像一条钻石项链那
样，可以随意弯曲、折叠或者像卷轴一样卷起来。
在这个“链板”上，当测定硬度的探头很小，并点击到“键”上时，硬度则是另一回事
了，就像穿起钻石项链的那条线，无硬度大小可言了，即硬度测量成了一个概率问题了——平均硬度。所以，颗粒排列越有序，越紧密、抵抗外部的破坏能力越强。
三、硬度约束原理
原理内容：外部约束越强，硬度越大。
硬度是由于微粒的错位、移动而表现出来的。假如我们用外部的力量限制住这些微粒的位移，这时，硬度就会变大。
所以，在微观下，硬度的大小既受制于内部的约束，又受制于外部的约束。