测量时，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上，用水准器将仪器定平，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。水平度盘沿着全圆从0°～360°顺时针刻画，小格值一般为1°或30′。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。此外，有可自动按编码穿孔记录度盘读数的编码度盘经纬仪；可连续自动瞄准空中目标的自动跟踪经纬仪；利用陀螺定向原理迅速独立测定地面点方位的陀螺经纬仪和激光经纬仪；具有经纬仪、子午仪和天顶仪三种作用的供天文观测的全l能经纬仪；将摄影机与经纬仪结合一起供地面摄影测量用的摄影经纬仪等。
经纬仪是测量工作中的主要测角仪器。由望远镜、水平度盘、竖直度盘、水准器、基座等组成。
测量时，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上，用水准器将仪器定平，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。除了常用的电子经纬仪，还有某些具有特殊功能的经纬仪，例如，带有光学测距装置的视距经纬仪。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。
经纬仪的水平角的测量原理：水平角是指过空间两条相交方向线所作的铅垂面间所夹的二面角，角值为 0°～360°。电子经纬仪配有测距联用接口和联用功能，以及数据输出接口，可与红外测距机联用，构成组合式电子速测仪，一次观测就可获得所要的距离角度以及归算结果等测定值。空间两直线OA和OB相交于点O，将点A，O，B沿铅垂方向投影到水平面上，得相应的投影点A′，O′，B′，水平线O′A′和O′B′的夹角β就是过两方向线所作的铅垂面间的夹角，即水平角。
水平角的大小与地面点的高程无关。
测量角度的仪器在测量水平角时必须具备两个基本条件： （1）能给出一个水平放置的，且其中心能方便地与方向线交点置于同一铅垂线上的刻度园盘——水 平度盘；（2）要有一个能瞄准远方目标的望远镜，且要能在水平面和竖直面内作全圆旋转，以便通过望远镜 瞄准高低不同的目标A和B。利用陀螺定向原理迅速独立测定地面点方位的陀螺经纬仪和激光经纬仪。图中水平角β为A和B两个方向读数之差：β=b-a。