其梯度为地球引力的标量函数，即，式中为地球引力；为地球引力势。其物理意义为质点在某一位置时对无穷远处引力位能的负值。在地球引力场中，单位质量在任一位置的地球引力势可由质点从无穷远处运动到该位置时引力所做的功计算得到；如果已知地球的形状和体密度，则理论上某点的地球引力势也可由公式计算，式中为万有引力常数；为地球的体密度；为地球占据的空间区域；为体元；为体元至该点的距离。地球引力势具有可加性和连续性，且是一个在无穷远处的正则函数。