测量水平角和竖直角的仪器由望远镜、水平度盘与垂直度盘和基座等部件构成。根据读数设备的不同，分为游标经纬仪、光学经纬仪和电子（自动显示）经纬仪。经纬仪在控制、地形和施工放样等测量中广泛应用。中国经纬仪系列包括DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15、DJ60等型号，精度以秒为单位表示。附有专用配件时，可形成激光经纬仪、坡面经纬仪等。

测量两点间高差的仪器由望远镜、水准器（或补偿器）和基座等组成。按构造分为定镜水准仪、转镜水准仪、微倾水准仪和自动安平水准仪。水准仪广泛应用于控制、地形和施工放样等测量工作。中国水准仪系列标准有DS05、DS1、DS3、DS10、DS20等型号，精度以毫米为单位表示。附有专用配件时，可形成激光水准仪。

平板仪是地面人工测绘大比例尺地形图的主要仪器，由照准仪、平板和支架组成。附加电磁波测距装置可使作业更为迅速。常见的电子测量仪器包括电子经纬仪、电磁波测距仪、微型计算机、程序模块、存储器和自动记录装置。整体式电子速测仪为各功能部件整体组合，具备较高的自动化程度。组合式电子速测仪则具有较高的自动化特性和灵活性，适用于工程测量和大比例尺地形测量。

陀螺经纬仪通过观测陀螺仪轴向子午面的摆动，测定真方位角。在南北纬度75°范围内均可使用。陀螺经纬仪主要用于矿山和隧道地下导线测量的定向工作。激光经纬仪具有较高的精度和稳定性。

激光测量仪器包括激光准直仪、激光指向仪、激光垂线仪、激光经纬仪、激光水准仪和激光平面仪等。激光准直仪和激光指向仪用于大型建筑施工和大型机械安装。激光垂线仪用于高层建筑和电梯施工过程中的垂直定位。激光经纬仪用于施工及设备安装中的定线和定位。激光水准仪具有普通水准仪的功能，还可做准直导向之用。激光平面仪用于提升施工的滑模平台、网形屋架的水平控制和大面积混凝土楼板支模。

倾斜测量仪器主要用于精密测定建筑物沉降、建筑物安装及地震预报中的倾斜观测。由测深仪和控制器组成的观测系统通过微型电机作为动力，以测针自动跟踪水位进行观测。仪器主要用于精密测定建筑物沉降。

摄影经纬仪由摄影机和经纬仪组装而成，供地面摄影测量野外作业。摄影机上有物镜、暗箱、承片框和检影器，经纬仪用来测定摄影站点和检查点的坐标，并确定主光轴方向。主要用于地形和非地形摄影测量。

立体像对测量仪器用于测定立体像对上同名点的像片平面直角坐标和坐标差。由观测系统、导轨系统、像片盘、量测系统和照明设备等组成。主要用于解析空中三角测量和地面立体摄影测量加密像控点。

全能法测图仪器是摄影测量内业成图的主要仪器，基于摄影过程的几何反转。按投影方式分为光学投影、机械投影和光学机械投影三种。全能法测图仪器可联机或脱机测图，用于地籍测量和空中三角测量。

正射投影仪用于将具有倾斜和地面起伏的中心投影像片变换成正射影像图。正射影像图具有成图快速、信息丰富、直观易识等特点。正射投影仪一般分为光学投影和电子投影两类，可以联机或脱机作业，制作正射影像图。

水准仪（英文：level）用于建立水平视线测定地面两点间高差。主要部件包括望远镜、管水准器（或补偿器）、垂直轴、基座和脚螺旋。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和数字水准仪。按精度分为精密水准仪和普通水准仪。

经纬仪用于测量水平角和竖直角。操作时，先将经纬仪安置在三脚架上，用垂球或光学对点器将仪器中心对准地面测站点，用水准器定平仪器。然后用望远镜瞄准测量目标，用水平度盘和竖直度盘测定水平角和竖直角。按精度分为精密经纬仪和普通经纬仪，按读数设备可分为光学经纬仪和游标经纬仪，按轴系构造分为复测经纬仪和方向经纬仪。

全站仪是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体。操作包括水平角测量、距离测量和坐标测量。水平角测量时，按角度测量键，照准目标，设置方向的水平度盘读数，显示两方向间的水平夹角。距离测量时，设置棱镜常数、大气改正值或气温、气压值，量仪器高、棱镜高并输入全站仪，照准目标棱镜中心，按测距键，显示斜距、平距、高差。坐标测量时，设定测站点和后视点的三维坐标，设置棱镜常数和大气改正值，量仪器高、棱镜高并输入全站仪，照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。