A teodolit elsődleges funkciója a szögmérés és a térbeli pozicionálás, így az alapvető földmérési és mérnöki felmérések nélkülözhetetlen eszköze.
Vízszintes és függőleges szögeket tud mérni. A teleszkópon keresztül célpontra célozva a vízszintes elforgatás a vízszintes szöget, a függőleges elforgatás pedig a magassági szöget méri, így kapja meg a cél irányinformációit a térben. Ez a teodolit legalapvetőbb mérési funkciója.
Segíthet a síkkoordináták és a pontok magasságának meghatározásában. Az ismert alappontok vagy vezérlőpontok koordinátáinak felhasználásával, szögmérési eredményekkel kombinálva, valamint a trigonometrikus szintezés vagy síkkoordináta-számítás elvein keresztül meghatározható a célpont pontos helye, lehetővé téve a felmérést és a kihelyezést, az épület pozicionálását vagy a topográfiai térképezést.
A modern elektronikus teodolitok vagy mérőállomások adatrögzítési, digitális megjelenítési és számítási funkciókkal is rendelkeznek. Automatikusan tárolhatják a szögadatokat, kiadhatják a koordináta-eredményeket, és támogathatják a számítógépekkel vagy földmérő szoftverekkel való kapcsolatot, javítva a mérési hatékonyságot és az adatfeldolgozás pontosságát.
