Os teodolitos são equipamentos destinados à medição de ângulos verticais ou direções horizontais, objetivando a determinação dos ângulos internos ou externos de uma poligonal, bem como a posição de determinados detalhes necessários ao levantamento topográfico.

O ângulo zenital (Z) é formado entre a vertical do lugar (zênite) e a linha de visada. Ele varia de 0º a 180º, sendo a origem da contagem o zênite.

De maneira geral, pode-se dizer que uma estação total nada mais é do que um teodolito eletrônico (medida angular), um distanciômetro eletrônico (medida linear) e um processador matemático, associados em um só conjunto.

Erros grosseiros são aqueles causados por engano na medição, leitura errada nos instrumentos, identificação de alvo etc., normalmente relacionados com a desatenção do observador ou uma falha no equipamento.

O modelo elipsoidal é o que mais se aproxima da forma da Terra. É definido teoricamente como sendo o nível médio dos mares em repouso, prolongado através dos continentes. Não é uma superfície regular e é de difícil tratamento matemático.