Deux types de théodolites sont le théodolite répétitif et le théodolite directionnel. Le théodolite à répétition prend des lectures d'angle sur une échelle graduée. Le théodolite de direction prend des lectures sur un cercle dans toutes les directions et est utile pour la triangulation. Les deux types de théodolites sont utilisés pour mesurer les angles verticaux et horizontaux.
Les théodolites sont utilisés dans l'industrie de la construction et de l'ingénierie. Ils sont utiles dans les applications de cartographie et d'arpentage. Les composants de base d'un théodolite sont un télescope qui est connecté à des appareils qui mesurent les angles. Une station totale est similaire à un théodolite en termes de fonction, mais est équipée de fonctionnalités plus avancées, telles que la capacité de fonctionnement à distance et les lectures stockées dans un ordinateur.