測量は角度と距離を測定することで物体の位置を決定している。観測の精度に影響を与える可能性のある要因も測定しておき、その次にこのデータを使用して、ベクトル、方位、座標、標高、面積、体積、計画、地図を作成している。
多くの場合、測定は計算を簡単にするために水平成分と垂直成分に分割がなされる。GPSおよび天文測定では、時間成分の測定も必要である。
距離測定.
水平距離を測定するためにこうしたチェーンまたはテープをぴんと張って引っ張り、たるみとたるみを減らした。熱膨張のために距離を調整する必要があったのである。
測定器レベルを保持する試みも様々な試みが行われてきた。傾斜を測定するとき、測量者は測定を「中断」する必要があって（チェーンの中断）チェーンの全長より短い増分を使用した。
角度測定.
バーニアでは、世紀の変わり目のトランジットなどで、ある程度の測定が可能となった。平面テーブルは、角度を記録および測定するグラフィカルな方法を提供し、必要な数学の分量を減らしてきた。
測量者はこの情報を駆使して、作業が期待される基準を満たしていることを証明するのである。
レベリング.
高さを測定する最も簡単な方法は 高度計を使用することで 空気圧を利用して高さを見つけることであるが、より正確な測定が必要な場合は、正確なレベル（微分レベリングとも呼ばれる）などの手段が使用される。
全地球測位システム (GPS)を使用すると、衛星受信機で高度も測定できるが、通常、GPSは従来の正確なレベリングよりもやや精度が劣る。これは長距離でも同様の場合が生じる。
光学レベルを使用している場合、エンドポイントが機器の有効範囲外にある可能性、エンドポイント間で障害物または高度の大きな変化がある場合がある。こうした状況では追加のセットアップが必要である。
水準器の新しい位置から読み取り値が取得され、高さの差を使用して水準器で新しい標高を検出。この一連の測定が完了するまで繰り返される。
有効な測定値を取得するには、レベルが水平でなければならず このため、機器の水平十字線がロッドの基部よりも低い場合、測量者はロッドを確認しての測定値の取得ができない。
位置の決定.