Основними функціями теодоліта є вимірювання кутів і просторове позиціонування, що робить його незамінним інструментом у базовій геодезії та інженерній геодезії.
Він може вимірювати горизонтальні та вертикальні кути. Наводячи телескоп на цільову точку, горизонтальне обертання вимірює горизонтальний кут, а вертикальне обертання вимірює кут підйому, таким чином отримуючи інформацію про напрямок цілі в просторі. Це найосновніша вимірювальна функція теодоліта.
Це може допомогти у визначенні координат площини та висоти точок. Використовуючи координати відомих базових або контрольних точок у поєднанні з результатами вимірювання кутів, а також за допомогою принципів тригонометричного нівелювання або обчислення координат на площині можна визначити точне розташування цільової точки, що дозволяє проводити зйомку та нанесення, позиціонування будівель або топографічне картографування.
Сучасні електронні теодоліти або тахеометри також мають функції запису даних, цифрового відображення та розрахунку. Вони можуть автоматично зберігати дані про кути, виводити результати координат і підтримувати підключення до комп’ютерів або геодезичного програмного забезпечення, підвищуючи ефективність вимірювань і точність обробки даних.
