全站儀是壹種集光、機、電於壹體的新型角度測量儀器。與光學經緯儀相比，電子經緯儀以光電掃描刻度盤代替光學刻度盤，以自動記錄顯示讀數代替人工光學千分尺讀數，簡化了測角操作，避免了讀數誤差。電子經緯儀的自動記錄、存儲、計算和數據通訊功能進壹步提高了測量的自動化程度。
全站儀和光學經緯儀的區別在於表盤讀數和顯示系統。電子經緯儀的水平刻度盤和垂直刻度盤及其讀數裝置分別使用兩個相同的光柵刻度盤(或編碼刻度盤)和讀數傳感器進行角度測量。根據角度測量的精度，可分為0。5”、1”、2”、3”、5”、10”等檔次，
全站儀的分類
全站儀采用光電掃描測角系統，主要包括碼盤測角系統、光柵盤測角系統和動態(光柵盤)測角系統三種類型。
全站儀根據其外部結構可分為兩類:
(1)模塊化(也稱為模塊化)
早期的全站儀多為積木式結構，即將電子速度計、電子經緯儀、電子記錄儀集成在壹起，可以單獨使用，也可以通過線纜或接口組合成壹個完整的全站儀。
(2)完整性(integrity)
隨著電子測距儀的進壹步小型化，現代全站儀大多在光學和機械上將測距、測角和記錄單元設計成壹個不可分割的整體，其中測距儀的發射軸、接收軸和瞄準軸為同軸結構。這對於保證大垂直角條件下的測距精度非常有利。
根據測量功能，全站儀可分為四類:
(1)經典全站儀
經典全站儀又稱常規全站儀，具有電子測角、電子測距、自動記錄數據的基本功能，有的還可以運行廠家或用戶自主開發的機載測量程序。其經典代表是徠卡TC系列全站儀。
(2)機動全站儀。
在經典全站儀的基礎上安裝了軸系步進電機，可以自動驅動全站儀的觀瞄部分和望遠鏡的轉動。在計算機的在線控制下，機動化系列全站儀能根據計算機給定的方向值自動瞄準目標，並能實現自動前後鏡測量。徠卡TCM系列全站儀是典型的移動全站儀。
(3)非合作目標全站儀(無反射器全站儀)
非合作目標全站儀是指不需要反射棱鏡就可以直接測量壹般目標距離的全站儀。因此，非合作目標全站儀在測量不方便安裝反射棱鏡的目標時具有明顯的優勢。如徠卡TCR系列全站儀，不合作範圍200m，可廣泛應用於地籍測量、房產測量、建築測量。
(4)智能全站儀。
該儀器在機動全站儀的基礎上，增加了自動識別目標和瞄準的新功能。因此，在自動化過程中，全站儀進壹步克服了人工瞄準的重大缺陷，實現了全站儀的智能化。在相關軟件的控制下，智能全站儀可以自動識別、瞄準和測量多個目標，無需人工幹預。因此，智能全站儀又稱“測量機器人”，典型代表是徠卡的TCA全站儀。
全站儀可以按測距儀分類，也可以分為三類:
(1)短距離測量全站儀
測量範圍小於3KM，壹般精度為(5 mm+5 ppm)，主要用於普查和城市測量。
(2)全站儀中距離測量
測量範圍為3-15km，壹般精度為(5 mm+2 ppm)-，(2 mm+2 ppm)通常用於壹般控制測量。
(3)遠程全站儀
測量範圍大於15km，壹般精度為(5 mm+1ppm)，通常用於國家三角測量和特級導線測量。
全站儀的結構
全站儀幾乎可以用於所有的測量領域。電子全站儀由電源、角度測量系統、距離測量系統、數據處理部分、通信接口、顯示屏和鍵盤組成。
與電子經緯儀和光學經緯儀相比，全站儀有許多特殊的部分，這使它比其他角度測量和距離測量儀器功能更多，使用更方便。這些特殊部件構成了全站儀在結構上的獨特特征。
1.同軸望遠鏡
全站儀的望遠鏡實現了同軸的準直軸，測距光波的發射和接收光軸。同軸度的基本原理是在望遠物鏡和聚焦透鏡之間設置壹個分束棱鏡系統，通過該系統可以實現望遠鏡的多功能，即可以將目標瞄準並成像在分劃板上進行角度測量。同時，測距部分的外部光路系統可以使測距部分的光電二極管發出的調制紅外光經過物鏡導向反射棱鏡後，通過相同的路徑反射回來，然後返回的光通過分光棱鏡的作用被光電二極管接收；為了測量距離，需要在儀器內部設置內部光路系統。光電二極管發出的調制紅外光通過分光棱鏡系統中的光纖傳輸到光電二極管，由調制光在內外光路中的相位差間接計算出光的傳播時間，從而計算出測量的距離。
同軸度使望遠鏡能夠壹次瞄準同時測量水平角、垂直角、斜距等所有基本測量要素。另外，全站儀強大便捷的數據處理功能，使用起來極其方便。
2.雙軸自動補償
在儀器的檢測和校準中引入了雙軸自動補償原理。如果全站儀的縱軸在作業過程中發生傾斜，就會造成角度觀測的誤差，這種誤差是左右觀測值的選取所不能抵消的。全站儀專用雙軸(或單軸)傾斜自動補償系統，可監測縱軸傾斜，自動修正刻度盤讀數中因縱軸傾斜引起的測角誤差(部分全站儀縱軸最大傾斜可允許為6’)。還有，由垂直軸傾斜引起的角度誤差，可以由微處理器根據垂直軸傾斜校正公式自動計算出來，加到表盤讀數上進行校正，使表盤顯示讀數為正確值，即所謂的垂直軸傾斜自動補償。
雙軸自動補償所采用的結構(現有水平，包括Topcon，Trimble):用壹個水泡(從外面看不到，不是檢驗校準中描述的水泡)來校準絕對水平面，水泡中間充液體，兩端充氣體。氣泡上部兩側放置發光二極管，氣泡下部兩側放置光電池，接收發光二極管透過氣泡發出的光。然後，由運算電路比較由兩個二極管獲得的光強。當處於初始位置，即絕對水平時，操作值被設置為零。當整臺儀器在運行中發生傾斜時，運算電路實時計算出光強的差值，轉換成傾斜位移，並將此信息傳送給控制系統，確定自動補償的值。除了通過微處理器進行初始計算後修正輸出外，還有壹種方法是通過步進電機驅動微動絲杠來修正該軸方向的偏差，從而保證軸始終處於絕對水平。
3.鍵盤
鍵盤是全站儀在測量過程中輸入操作指令或數據的硬件。全站儀器的鍵盤和顯示屏都是雙面的，方便前後鏡的操作。
4.記憶
全站儀內存的作用是將實時采集的測量數據存儲起來，然後傳輸到計算機等其他設備上進行進壹步的處理或利用。全站儀內存有兩種:內存和存儲卡。
全站儀的內存相當於計算機的內存(RAM)，內存卡是外部存儲介質，也叫PC卡，充當計算機的磁盤。
5.通信接口
全站儀可以通過BS-232c通信接口和通信電纜將存儲在存儲器中的數據輸入到計算機中，也可以將計算機中的數據和信息通過通信電纜傳輸到全站儀中，實現雙向信息傳輸。