O nivelamento barométrico é realizado com a utilização dos barômetros de massa ou de madeira (aneróides), que indicam as pressões atmosféricas com as quais se podem calcular as diferenças de nível ou as altitudes dos pontos topográficos tomados no terreno.

Com teodolitos, pode-se realizar três tipos de nivelamento: trigonométrico, estadimétrico e geométrico.

De modo geral, os instrumentos empregados nos trabalhos de nivelamento são denominados níveis. O princípio construtivo de um nível é baseado no fenômeno da gravidade. O nível tem como finalidade fornecer, durante as operações topográficas, retas do plano vertical.

O cálculo das diferenças de nível em um levantamento trigonométrico consiste na resolução de um triângulo equilátero.

A altitude de um ponto pode ser geométrica ou ortométrica. Na geométrica, a Terra é considerada uma elipse e, na ortométrica, a Terra é considerada uma esfera.

Define-se nivelamento como a operação topográfica que consiste na determinação da diferença de nível entre dois ou mais pontos do terreno.

A triangulação geodésica possui dupla função: contribuir para o estudo geométrico da forma da Terra e servir de base aos levantamentos topográficos e cadastrais realizados em territórios de grande dimensão como o Brasil. Para atender ao primeiro objetivo, é suficiente um número relativamente pequeno de vértices, aqueles pertencentes à rede geodésica de primeira ordem. Entretanto, para o atendimento às necessidades topográficas e cadastrais, a rede de pontos deve ser muito mais densa.

As fórmulas dos trapézios, de Simpson e de Poncelet, podem ser usadas para determinar, com rigor, o comprimento de um arco de círculo.

A cadeia do agrimensor constitui-se de uma série de elos de ferro, geralmente de 20 cm de comprimento, unidos entre si por argolas também de ferro. Há cadeias de 10 m, 20 m e 30 m de comprimento. Ela é um tipo de diastímetro utilizado em medição de altíssima precisão.

Os levantamentos planimétricos exigem o conhecimento de ângulos horizontais, também denominados azimutais, para a determinação da posição dos pontos levantados. Para isso, são utilizados aparelhos denominados goniômetros, que permitem a medição de ângulos com a precisão desejada. Os teodolitos são instrumentos capazes de medir tanto ângulos horizontais como ângulos verticais.