Veamos el siguiente gráfico explicativo:

Colocando varios párrafos dentro de un div con una fuente en una medida absoluta de 12px, y dándole a los mismos medidas relativas obtendríamos el resultado que se observa en el tercer cuadro titulado "resultado":
Código XHTML
<div class="relativas">
<p class="par1">Primer párrafo en 1.2em.</p>
<p class="par2">Segundo párrafo en 4ex.</p>
<p class="par3">Tercer párrafo en 10px.</p>
</div>
Código CSS
div.relativas { font-size: 12px; }
p.par1 { font-size: 1.2em }
p.par2 { font-size: 4ex }
p.par3 { font-size: 10px }
Resultado
Primer párrafo en pulgadas 1.2em.
Segundo párrafo en 4ex.
Tercer párrafo en 10px.
La unidad em es igual al valor computado de la propiedad 'font-size' del elemento en el que se usa. La excepción es cuando 'em' aparece en el valor de la propiedad 'font-size' en sí misma, en cuyo caso se refiere al tamaño de la fuente del elemento padre. Puede usarse para longitudes verticales u horizontales y es también denominada como cuadratín.
En el siguiente ejemplo, al DIV contenedor se le ha asignado un font-size de 12px y por lo tanto:
Este párrafo tiene una fuente de 1em.
Este párrafo tiene una fuente de 1.5em.
Este párrafo tiene una fuente de 2em.
Por ser una medida relativa, em varía de acuerdo al tamaño de la fuente relevante, entonces si le cambiamos el tamaño de fuente al div contenedor, de 12px a 8px, el resultado sería el siguiente:
Este párrafo tiene una fuente de 1em.
Este párrafo tiene una fuente de 1.5em.
Este párrafo tiene una fuente de 2em.
La unidad ex es definida por la 'altura-x' de la fuente, es decir que es igual a la altura de la letra "x" minúscula (incluso en aquellas fuentes que no contienen la letra "x").
Hay que tener en cuenta que esta medida no se calcula en relación con otra medida existente en un padre y otra propiedad, sino en relación con la altura de x de la fuente asignada al elemento.
Este párrafo tiene una fuente Verdana de 2ex.
Este párrafo tiene una fuente Times New Roman de 2ex.
Este párrafo tiene una fuente Arial de 2ex.
Como se puede notar en el ejemplo, los tres párrafos tienen un tamaño de 2em, pero al variar la tipografía asignada, varía la altura de "x" y por lo tanto la altura designada.
Las unidades píxeles están relacionadas con la resolución de los dispositivos visuales, como un monitor.
Este párrafo tiene una fuente de 10 pixels.
Este párrafo tiene una fuente de 13 pixels.
Este párrafo tiene una fuente de 15 pixels.