Si tratta di uno strumento che consente di misurare angoli e distanze di una serie di punti e di determinarne la collocazione spaziale rispetto a un sistema di coordinate predefinito. Si differenzia dal tradizionale teodolite ottico-meccanico per essere dotato di un distanziometro elettronico e di un computer per la memorizzazione e il calcolo dei dati. La stazione totale, a differenza del GPS, è uno strumento autonomo che non necessita della presenza di satelliti ma risente delle condizioni atmosferiche come umidità e temperatura, che influiscono sull'indice di rifrazione aumentando l'errore medio.