全站仪通过电子光学扫描镌刻在镜片上上的十字划分版来测量角度。好的全站仪精度可以达到0.5秒，而普通的建筑用全站仪的精度介于5至10秒之间。
距离测量.全站仪的测距原理是以安装在同轴望远镜的光敏二极管以一定光学路径发出调制微波或红外线信号，通过测量点的直角棱镜被反射后通过相同的光学路径返回并被分光棱镜传递至传感器以接受回馈，通过计算原始信号与反射信号的相位差来计算路程的远近。多数全站仪需要在测量点安置一多用途光棱镜来实现信号反射，这种方式的测量距离通常较远，可达数公里。但有些仪器可以