Theodolieten zijn belangrijke meetinstrumenten die worden gebruikt bij het meten van zowel verticale als horizontale hoeken. Theodolieten worden gebruikt in de bouwsector en voor kaarttoepassingen. Deze elektronische apparaten zijn bijzonder nuttig op afgelegen locaties en zijn aangepast voor gebruik in meteorologie en rakettechnologie. Omdat theodolieten de locatie kunnen bepalen, worden ze ook gebruikt voor navigatiedoeleinden.
Basisconstructie

Een fundamentele theodoliet heeft een kleine telescoop die is verbonden met mechanismen die zowel verticale als horizontale hoeken meten. De theodoliet is bevestigd aan een basis, die roteert op een statief. De telescoop zelf is bevestigd binnen horizontale en verticale assen. De telescoop wordt aangepast om te wijzen naar het object dat wordt waargenomen, en de hoeken worden vervolgens gecontroleerd op de twee schalen die zijn opgenomen in de telescoop. In de meest recent beschikbare theodolieten worden de metingen van zowel horizontale als verticale cirkels uitgevoerd door een roterende encoder. De modernste theodolieten bevatten infrarood-meetinstrumenten.
Verticale schaal

Deze schaal, ook wel verticale cirkel genoemd, heeft een schaal van 360 graden. De verticale schaal is bevestigd met het midden in een co-lineaire positie ten opzichte van de tornas. Deze schaal wordt gebruikt om de verticale hoek te meten, die bestaat tussen de horizontale en de collimatieas of zichtlijn.
Verticale klem en raakschroef

De verticale klem, die op een standaard is geplaatst, houdt de telescoop onder een specifieke hoek. Eenmaal losgelaten, maakt deze klem een vrije overgang van de telescoop mogelijk. Met de verticale klem op zijn plaats, maakt de verticale raakschroef fijne aanpassingen mogelijk.
Horizontale schaal

Deze schaal, ook wel de horizontale cirkel genoemd, heeft een volledige schaal van 360 graden. De horizontale schaal is typisch tussen de onderste en bovenste platen geplaatst. Deze schaal of cirkel is ontworpen voor volledige onafhankelijke rotatie. De horizontale schaal wordt gebruikt om de horizontale richting af te bakenen waarin de telescoop zal worden gericht, ten opzichte van een vaste richting.
De onderste horizontale klem en raakschroef

Deze klem bevestigt de horizontale cirkel aan de onderste plaat . De cirkel kan rond de verticale as draaien, zodra de klem is losgemaakt. Zelfs wanneer geklemd, is het mogelijk om de horizontale cirkel te roteren, door gebruik te maken van de onderste horizontale raakschroef.
Cirkeluitlezing en optische micrometer

In moderne theodolieten worden beide cirkels meestal gelezen door een enkele oculair. Dit oculair wordt meestal op een van de normen geplaatst. Spiegels, die in het instrument zijn opgenomen, reflecteren licht op de verticale en horizontale cirkels om het lezen te vergemakkelijken