Прилад для вимірювання на місцевості горизонтальних і вертикальних кутів називається теодолітом.
У перших теодолітів в центрі кутомірного кола на вістрі голки містилася лінійка, яка могла вільно обертатися на цьому вістря (як стрілка у компаса); в лінійці були зроблені вирізи і в них натягнуті нитки, які відіграють роль відлікових індексів. Центр кутомірного кола поміщали в вершину вимірюваного кута і надійно його закріплювали. Повертаючи лінійку, поєднували її з першої стороною кута і брали відлік N1 за шкалою кутомірного кола. Потім поєднували лінійку з другою стороною кута і брали відлік N2. Різниця відліків N2 і N1 дорівнює значенню кута. Рухома лінійка називалася алидадой, а сам кутомірний коло називався лімбом. Для суміщення лінійки-алідади зі сторонами кута застосовувалися примітивні візири.
Сучасні теодоліти, зберігши ідею вимірювання кута, конструктивно значно відрізняються від старовинних теодолітів. По-перше, для суміщення алідади зі сторонами кута використовується зорова труба, яку можна обертати по висоті і по азимуту; по-друге, для відліку за шкалою лімба є відліковий пристосування, по-третє, вся конструкція теодоліта закрита міцним металевим кожухом і т.д. Для плавного обертання алідади і лімба є система осей, а самі обертання регулюються затискними і навідними гвинтами. Для установки теодоліта на землі застосовується спеціальний штатив, а поєднання центру лімба з прямовисною лінією, що проходить через вершину вимірюваного кута, здійснюється за допомогою оптичного центрира або нитяного схилу.
Сторони вимірюваного кута проектуються на площину лімба рухомий вертикальною площиною, яка називається коллимационной площиною. Коллимационная площину утворюється візирної віссю зорової труби при обертанні труби навколо своєї осі.
Візирна вісь труби (або візирна лінія) - це уявна лінія, що проходить через центр сітки ниток і оптичний центр об'єктива труби.
Перелічимо основні частини теодоліта (рис.4.4):
Лімб - кутомірний коло з розподілами від 0o до 360o; при вимірюванні кутів лімб є робочою мірою (на рис.4.4 не показаний).
Алідада - рухома частина теодоліта, несуча систему відліку по лімбу і визирное пристрій - зорову трубу. Зазвичай всю обертову частину теодоліта називають алидадной частиною або просто алидадой (2 на рис.4.4).
Зорова труба кріпиться на підставках на алидадной частини (3).
Система осей - забезпечує обертання алидадной частини і лімба навколо вертикальної осі.
Вертикальний круг служить для вимірювання вертикальних кутів (4).
Підставка з трьома підйомними гвинтами (5).
Затискні і навідні гвинти обертових частин теодоліта: лімба (8,9), алідади (6,7), труби (10,11); затискні гвинти називають також закріпними і стопорними, а навідні - мікрометреннимі.
Штатив з гачком для схилу, майданчиком для установки підставки теодоліта і становим гвинтом.
12 - гвинт перестановки лімба;
13 - рівень при алидаде горизонтального кола;
14 - рівень вертикального кола;
15 - гвинт фокусування труби;
16 - окуляр мікроскопа відлікового пристрою.
У теодолітах розрізняють три різних обертання: обертання зорової труби, обертання алідади і обертання лімба; при цьому обертання труби і обертання алідади забезпечуються двома гвинтами кожне - затискним і навідним. Що стосується обертання лімба, то воно оформляється по-різному. У повторітельних теодолітах лімб може обертатися тільки разом з алидадой; в теодолите Т30 (2Т30 і т.п.) для обертання лімба є два гвинти: затискної і наводить, причому вони працюють тільки при затиснутому гвинті алідади. У теодолите Т15 перших випусків лімб скреплялся з алидадой за допомогою спеціальної засувки і в такому положенні спільне обертання алідади і лімба регулювалося гвинтами алідади. У точних і високоточних теодолітах обертання (перестановка) лімба виконується спеціальним нескінченним гвинтом (позиція 12 на рис.4.4-б).