研究測定和推算地面點的幾何位置、地球形狀及地球重力場，據此測量地球表面自然形狀和人工設施的幾何分布，並結合某些社會信息和自然信息的地理分布，編制全球和局部地區各種比例尺的地圖和專題地圖的理論和技術學科。又稱測量學。它包括測量和制圖兩項主要內容。測繪學在經濟建設和國防建設中有廣泛的應用。在城鄉建設規劃、國土資 源利用、環境保護等工作中，必須進行土地測量和測繪各種地圖，供規劃和管理使用。在地質勘探、礦產開發、水利、交通等建設中，必須進行控制測量、礦山測量、路線測量和繪制地形圖，供地質普查和各種建築物設計施工用。在軍事上需要軍用地圖，供行軍、作戰用，還要有精確的地心坐標和地球重力場數據，以確保遠程武器精確命中目標。
測繪學有著悠久的歷史。古代的測繪技術起源於水利和農業。古埃及尼羅河每年洪水泛濫後，需要重新劃定土地界線，開始有測量工作。公元前21世紀，中國夏禹治水就使用簡單測量工具測量距離和高低。公元前3世紀，亞歷山大的埃拉托斯特尼采用在兩地觀測日影的辦法，首次推算出地球子午圈的周長，也是測量地球大小的弧度測量方法的初始形式。724年中國唐代的南宮說等人在張遂（壹行）的指導下，在今河南滑縣至上蔡實測了約300千米的子午弧長。並在滑縣、開封、扶溝、上蔡測量同壹時刻的日影長度，推算緯度1°的子午弧長，這是世界上第壹次弧度實測。1617年荷蘭的W.斯涅耳首創三角測量法進行弧度測量，克服了在地面上直接量測弧長的困難。1687年英國I.牛頓根據力學理論，提出地球是兩極略扁的橢球體。1690年荷蘭C.惠更斯也提出地球是兩極略扁的扁球體。後為法國在南美洲和北歐進行的弧度測量所證明。結束了歷時半個世紀的有關地球形狀的爭論。1743年法國A.C.克萊羅發表《地球形狀理論》，奠定了用物理方法研究地球形狀的理論基礎。1849年英國Sir G.G.斯托克斯提出利用地面重力的測量結果研究大地水準面形狀的理論。1945年蘇聯M.S.英洛堅斯基創立了研究地球自然表面形狀的理論，並提出“似大地水準面”的概念。
測繪學是技術性學科，它的形成和發展在很大程度上依賴測量方法和儀器工具的創造和改革。17世紀以前，人們使用簡單的工具，如繩尺、木桿尺等進行測量，以量測距離為主。17世紀初發明了望遠鏡。1617年創立的三角測量法，開始了角度測量。1730年英國的西森制成第壹架經緯儀，促進了三角測量的發展。1794年德國的C.F.高斯發明了最小二乘法，直到1809年才發表。1806年法國的A.-M.勒讓德也提出了同樣的觀測數據處理方法。1859年法國的A.洛斯達首創攝影測量方法。20世紀初，由於航空技術發展，出現了自動連續航空攝影機，可以將航攝像片在立體測圖儀上加工成地形圖，促進了航空攝影測量的發展。
20世紀50年代起，測繪技術朝著電子化和自動化發展。1948年起各種電磁波測距儀出現，克服了量距的困難，使導線測量得到重視和應用 。大約與此同時，電子計算機問世，加快了測量計算速度，改變了測繪儀器和方法，出現了解析測圖儀，促進了解析測圖技術的發展。1957年第壹顆人造地球衛星發射成功後，在測繪學中開辟了衛星大地測量和航天攝影測量新領域。隨後發展起來的甚長幹涉測量技術、慣性測量技術，使測繪學增添了新的測量手段。