以自动安平水准仪为基础，在望远镜光路中添加分光棱镜、光电传感器和图像处理系统，使用电子方式构成水平基准线，并配套专用条码尺测定地面两点间高差。按精度分为高精密电子水准仪、精密电子水准仪和普通电子水准仪。

1990年，德国徕卡（Leica）公司推出世界上第一台电子水准仪NA2000。在NA2000上首次采用线阵传感器识别专用水准标尺上的条码，用数字图像技术处理标尺影像，用电子计算机计算出水平视线读数和视距。到1994年，德国蔡司公司研制出了电子水准仪DiNi10/20，同年美国拓普康公司也研制出了电子水准仪DL101C/102C。国产电子水准仪的研制起步于21世纪初期，2007年苏州一光仪器有限公司首先推出了EL100系列，2014年又推出了EL03高精度电子水准仪，精度为0.3毫米/千米。

在完成条码尺的照准和调焦后，条码尺上条码图像通过物镜系统、补偿器、分光棱镜一方面成像到分划板供目视，另一方面成像到光电传感器的像平面上，光电传感器将黑白相间的条码图像进行处理后，可获得望远镜中丝在条码尺上的读数以及仪器到条码尺的距离（视距）。具体而言，电子水准仪测量原理有：相关法（徕卡）、几何法（蔡司）、相位法（拓普康）、RAB原理（索佳）等。

电子水准仪测量原理示意图

电子水准仪利用电子图像处理技术来获得测站高程和距离，并能自动记录，仪器内置测量软件包，功能包括测站高程连续计算、测点高程计算、路线水准平差、高程网平差及断面计算，多次测量平均值及测量精度等。它与光学水准仪相比有以下特点：①读数客观。②测量速度快，效率高。③操作简便。

电子水准仪也存在一些不如光学水准仪的缺点，主要表现为：①对标尺进行读数不如光学水准仪灵活，电子水准仪只能对各个厂家的专用条码尺进行照准读数。②受外界环境光条件影响大。如果使用传统水准标尺，电子水准仪又可以像普通自动安平水准仪一样使用。不过这时的测量精度低于电子测量的精度。特别是精密电子水准仪，由于没有光学测微器，当按普通自动安平水准仪使用时，精度低于电子测量的标称值。

电子水准仪广泛应用于大地水准测量、形变测量、专业测绘、道路工程、沉降观测、隧道开挖、建筑工程、园林工程、矿山测量等各个方面。从精度上看，水准仪可分为高精密级、精密级和普通级共三个等级，如表所示。