Грамматический словарь Зализняка (склонения слова):
Миллиметр, миллиметры, миллиметра, миллиметров, миллиметру, миллиметрам, миллиметр, миллиметры, миллиметром, миллиметрами, миллиметре, миллиметрах
миллиме́тр
-а, м.
Одна тысячная доля метра.
МИЛЛИМЕТР, а, м. Одна тысячная доля метра.
| прил. миллиметровый, ая, ое.
миллиме́тр
МИЛЛИМЕТР -а; м. Одна тысячная доля метра. Линия в м. толщиной. Укоротить рукава на пять миллиметров.
◁ Миллиметровый, -ая, -ое. М-ые размеры. Миллиметровой толщины что-л.
МИЛЛИМ’ЕТР [или], миллиметра, ·муж.
1. Одна тысячная доля метра.
2. Линейка или лента с делениями на такие доли (·разг. ).
Это слово, означающее "тысячная доля метра" (именно так буквально переводится это слово с французского), является заимствованием из французского, где находим millimetre (См. также сантиметр).