角度测量分为水平角测量和竖直角测量。水平角是一点到两个目标的方向线垂直投影在水平面上所成的夹角。竖直角是一点到目标的方向线和一特定方向之间在同一竖直面内的夹角。通常以水平方向或天顶方向作为特定方向。水平方向和目标间的夹角称为高度角。天顶方向和目标方向间的夹角称为天顶距。

角度的度量常用60分制和弧度制。60分制即一周为360°、1°为60′、1′为60″。弧度制采用圆周角的为1弧度。1弧度约等于57°17′45″。此外，军事上常用密位做量角的单位。为使1密位所对的弧长约略等于半径的1/1000，取圆周角的1/6000为1密位。角度测量主要使用全站仪，测角时安置全站仪，使仪器中心与地面点标志中心在同一铅垂线上，利用照准部上的水准器整平仪器后，进行水平角或竖直角观测。

观测两个方向之间的水平夹角采用测回法，对3个及以上的方向采取方向观测法或全组合测角法。观测竖直角以望远镜十字丝的水平丝分别按盘左和盘右照准目标，读取竖直度盘读数为一测回。竖直角读数前，必须使竖盘指标水准管气泡严格居中。