Il teodolite veniva utilizzato per misurare al tempo stesso gli angoli di posizione e le distanze dei luoghi. Un disco orizzontale, graduato e munito di bussola, reca al proprio centro il sostegno di un semicerchio graduato verticale munito di visore e libero di ruotare. Quando il visore viene puntato verso un determinato luogo, il misuratore è in grado di rilevare sul disco orizzontale l'angolo azimutale rispetto alla direzione del nord magnetico, mentre sul semicerchio verticale si rileva l'angolo zenitale