经纬仪是测量工作中的主要测角仪器。由望远镜、水平度盘、竖直度盘、水准器、基座等组成。测量时，将经纬仪安置在三脚架上，用垂球或光学对点器将仪器中心对准地面测站点上，用水准器整平仪器，用望远镜瞄准测量目标，用水平度盘和竖直度盘测定水平角和竖直角。
经纬仪是根据测角原理设计的。为了测定水平角，必须在通过空间两方向线交点的铅垂线上，水平放置一个带有角度分划的圆盘——水平度盘。测水平角时候，通过两个方向的竖直面分别与水平度盘得到两个交线，两交线在度盘上的读数之差，就是水平角β。
为了测定竖直角，又必须竖放一个圆盘——竖直度盘。由于竖直角的一个方向是特定的方向（水平方向或天顶方向），其在度盘上的竖直读数是一个恒量，所以只需在竖直度盘上读取视线指向欲测目标时的读数，即可获得竖直角值。