大地水准面上同一点处的真实重力矢量与正常重力矢量之差（即重力扰动）称为纯重力异常。重力异常矢量的方向被称为垂线偏差。
数学表达.设大地水准面上有某一点 formula_1 ，其沿参考椭球面的法线 formula_2 至椭球面上的投影为 formula_3。 formula_1 点处测量得到的真实重力矢量为 formula_5，而 formula_3 点处计算得到的正常重力矢量为 formula_7，则 formula_1 点处的重力异常矢量为：
大地测量与