水位观测设备包括水尺、浮子式水位计（仪）、压力式水位计（仪）、测距式（或反射式）水位计、全球卫星导航系统（GNSS）浮标、测深仪等。水位观测设备的记录方式有电子存储记录、纸质划线记录、磁带记录和纸质手工记录等。海洋测量验潮站至少配备一种水位观测设备，其中以水尺、压力式水位计、测距式水位计最为常用；长期验潮站（水位站或海洋站）一般要求至少配备3种以上的水位观测设备同时观测，以相互校核和备份，保持观测数据的可靠性和连续性。现代水位观测设备主要以电子水位观测设备为主。①水尺。为标有刻度的长条尺，观测者可从尺上直接读取瞬时水面所对应的尺上刻度作为该时刻的水面高度。水尺是最早用于水位观测的设备，仍在水位观测中使用，且常作为校核其他水位观测设备的标准设备。其优点是布设方便，观测直接，机动性好。其不足是观测精度随海况的增大而降低，且观测人员劳动强度大。②浮子式水位计。主要利用漂浮在水面上的浮子随水面的上升和下降而牵引验潮井上的记录装备，将水面上升和下降高度转换为相应比例的设备转动长度，其突出特点是需要安装在特殊设计的具有一定滤波功能的验潮井以及辅助设施，是长期验潮站常采用的水位观测设备。其优点是观测数据连续，观测人员劳动强度低，数据质量可控。其不足是机动性较差，滤波能力受制于验潮井的固定设计限制，出入水管易被水生物、泥沙等阻塞而造成观测水位的延时和水位差。③压力式水位计。按照压力转换水位工作原理，分为机械式和电子式压力水位计。其基本原理是通过机械或电子压力传感器测定瞬时水面气压、瞬时水底（或某一固定深度）的水压，并结合水体密度和当地重力加速度进行机械或数学转换获得瞬时水面高度。电子压力式水位计按照测量过程中直接测定水面气压与否，分为有缆式和自容式，是海洋测量的常用水位观测设备。其优点是布设相对方便，观测人员劳动强度低，滤波参数可调，自动化程度高，特别适合于海洋测量观测数据连续。其不足是远离海岸的水底自容式水位计测量基准确定时间长，测量精度易受到底质、水流等的影响，且易丢失。④测距式水位计。又称反射式水位计。其基本原理：利用回声测深原理，由距水面固定高度的设备发射机向水面发射声波、电磁波或激光脉冲信号，通过测定脉冲信号的往返发射机至水面的时间，获得发射机至水面的垂直距离，进而转换为水面基于某一固定基准的高度。其优点是自动化程度高，滤波参数可调，是现代长期验潮站的常用设备。其不足是机动性较弱，需要一定固定设施和持续的电力供应。另外，利用高精度卫星差分定位技术和浮标技术相结合进行瞬时水面观测，已在近海海洋测量中取得了较好的应用效果，提高了作业效率。