Нивелир применяется для измерения относительной высоты точек на местности. А теодолит используют для измерения вертикальных и горизонтальных углов. Нивелир состоит из зрительной трубы и цилиндрического уровня. Теодолит состоит из горизонтального круга (лимба) и вертикального.
Нивелиром определяют расстояние от плоскости, на которую установлена подошва рейки, до уровня визирной оси нивелира. Это делают с помощью специальной рейки.
Теодолитом с помощью отсчётных приспособлений по лимбу отсчитывают угол направления, а по вертикальному кругу, прикреплённому к горизонтальной оси трубы, определяют угол наклона.