En stor mängd arbete behöver göras i mätfasen. Detta arbete har också stor inverkan på resultatet av de efterföljande faserna, därför är det viktigt att vägtullsleveranserna förstås och tillämpas. Aktiviteterna som utförs i denna modul sätter tonen för hur resten av processen kommer att utvecklas. Därför måste största möjliga uppmärksamhet ägnas åt detta. De vanligaste resultaten för en lyckad mätmodul är följande:

Gemensamt överenskomna indikatorer: Ett framgångsrikt Six Sigma-projekt behöver hålla reda på ett stort antal variabler. Dessa variabler inkluderar indata, utdata och processparametrar. För att säkerställa att dessa variabler bibehålls på optimal nivå måste man komma överens om hur de ska mätas. Detta innebär att man bryter ner indata till deras minsta enhet. Det inkluderar också att utveckla sammansatta mätvärden där mer än en variabel skapar mätvärdet baserat på ett viktat medelvärde. Beslutsvariablerna och de viktade medelvärdena måste noggrant övervägas för att säkerställa korrekt rapportering och korrekta åtgärder.

Operativ definition av indikatorer: Six Sigma-filosofin förlitar sig alltid på objektiva fakta snarare än tyst kunskap. Det är av denna anledning att inte bara variablerna och de sammansatta variablerna bör bestämmas, utan sättet att beräkna dem måste uttryckligen anges i ett dokument. Det finns en risk för tvetydighet och förvirring i ett senare skede, ifall definitionerna kan tolkas på mer än ett sätt.

Datainsamlingsplan: En datainsamlingsplan motsvarande de valda variablerna måste skapas. Denna plan innebär att uttryckligt ansvar för datainsamlingen tilldelas. Om datainsamlingsprocessen har mekaniserats måste även den person som ska övervaka processens noggrannhet och precision anges tydligt.

Provtagningsplan: Att samla in populationsdata för ett Six Sigma-projekt gör det dyrt och ogenomförbart. Det finns olika urvalstekniker tillgängliga som nära approximerar populationsdata. Six Sigma-metoden ger en vägledning som anger vilken urvalsteknik som ska användas när. Beslutet måste dock fattas och urvalsinformation måste inkluderas i datainsamlingsplanen för enkel referens om oklarheter uppstår i ett senare skede.

Validerat mätsystem: Sist men inte minst inkluderar mätmodulen mätsystemanalys som validerar det faktum att de data som samlas in från processen verkligen är tillförlitliga och kan användas för vidare analys.

En framgångsrik mätfas kräver nära samordning mellan olika avdelningar i organisationen, statistiker och Six Sigma-teamet. Det faktum att programvara kan krävas i detta skede gör det också viktigt att utbilda relevant personal för sådan användning.