是利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，这样就可由已知点的高程推算出未知点的高程。水准测量通常由水准原点或已知高程控制点出发，沿既定的水准路线逐站测定各测站点的高程。当测区范围较大时，不同高程的水准面不平行，沿不同水准路线测得的两点间高差略有差异，在整理国家水准测量成果时，以正常高系统的修正参数做必要的改正，以求得正确的高程。

水准测量所使用的仪器为水准仪，工具为水准尺和尺垫。水准仪按其精度可分为DS05、DS1、DS3和DS10四个等级，按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和数字水准仪（又称电子水准仪）。数字水准仪是最先进的水准仪。水准尺是水准测量时使用的标尺，其质量好坏直接影响水准测量的精度。水准尺分为普通水准尺和精密水准尺。普通水准尺一般用木料、铝材和玻璃钢制成，常用的水准尺有塔尺和双面水准尺两种，两根为一副。精密水准尺框架用木料制成，分划部分用镍铁合金做成带状，尺长多为3米，两根为一副。在尺带上有左右两排线状分划，分别称为基本分划和辅助分划，用精密水准仪进行测量时，必须配备精密水准尺。数字水准仪所采用的水准尺是专门的条码水准尺，一般为因瓦合金制成。尺垫是在转点放置水准尺用的，它用生铁铸成，一般为三角形，中央有一突起的半球体，下方有三个支脚。用时将支脚牢固地插入土中，以防下沉，上方突起的半球形顶点作为竖立水准尺和标志转点之用。

对于普通水准测量而言，水准测量方法可以采用两次仪器高法和双面尺法。两次仪器高法是指在每一测站上用两次不同仪器高度的水平视线（改变仪器高度应在10厘米以上）来测定相邻两点间的高差；如果两次高差观测值不相等，对图根水准测量，其差的绝对值应小于5毫米，否则应重测。用双面尺法进行水准测量就是同时读取每一把水准尺的黑面和红面分划读数，然后由前后视尺的黑面读数计算出一个高差，前后视尺的红面读数计算出另一个高差，以这两个高差之差是否小于某一限值来进行检核。在每一测站上，仪器经过整平后，其观测程序为：①瞄准后视点水准尺黑面分划读数；②瞄准前视点水准尺黑面分划读数；③瞄准前视点水准尺红面分划读数；④瞄准后视点水准尺红面分划读数。其观测顺序简称为“后—前—前—后”，对于尺面分划来说，顺序为“黑—黑—红—红”。

对于精密水准测量而言，一个测段必须往返测，水准测量的观测方法往测奇数站为：后—前—前—后，偶数站为：前—后—后—前；返测奇数站为：前—后—后—前，偶数站为：后—前—前—后。精密水准测量测站观测限差必须满足规定的技术要求。

水准路线分为三种形式，包括附和水准路线、闭合水准路线、支水准线。熟练掌握水准仪的使用方法及误差原理分析，能更快更好地得到水准测量成果。进行水准测量之前应选择合理的水准路线，以确保水准测量的顺利进行，此项工作质量好坏直接影响到水准测量的速度和成果的精度。