Teodolit je uređaj za mjerenje vodoravnih i okomitih kutova. Tradicionalni teodolit sastoji se od nišanskog instrumenta koji se može rotirati vodoravno i okomito, te dvije kalibrirane kružne ploče, postavljene tako da mjere količinu horizontalne ili vertikalne rotacije u stupnjevima. Usmjeravanjem nišanskog instrumenta, koji može biti teleskop, prema objektu, moguće je izmjeriti njegove horizontalne i vertikalne kutove u odnosu na odgovarajuće referentne točke. Normalno, to bi bio pravi sjever za horizontalne kutove i horizont za vertikalne kutove. Teodoliti su se koristili u navigaciji i astronomiji, a danas se najčešće koriste u geodetskim pregledima – bilo za gradnju ili u zemljopisnim istraživanjima.
Kada se koristi za geografsko mjerenje, teodolit može pomoći u određivanju udaljenosti i visine nekog obilježja, na primjer brda ili planine. Mjerenjem horizontalnog kuta, u odnosu na pravi sjever, značajke s dva različita mjesta na poznatoj udaljenosti, udaljenost se može izračunati trigonometrijom. Nakon što je udaljenost poznata, visina se može odrediti na isti način mjerenjem okomitog kuta značajke u odnosu na horizont.
Teško je precizno identificirati datum kada je izgrađen prvi teodolit, budući da su tijekom povijesti uvedene razne naprave koje su različite stupnjeve sličnosti s modernim teodolitima. Najraniji zapis o uređaju ove vrste datira iz oko 150. godine prije Krista u staroj Grčkoj; zvala se dioptra i imala je dvije metalne ploče koje su se mogle okretati vodoravno i okomito, zajedno s metodom niveliranja koja uključuje cijevi koje sadrže vodu. Služio je za astronomska promatranja. Pojam “teodolit” prvi se put pojavio 1571. godine kada je engleski matematičar Leonard Digges opisao instrument za mjerenje kutova nazvan “theoloditus”; međutim, čini se da je mjerio samo horizontalne kutove. Godine 1653. William Leybourn, engleski geodet i autor, dao je detaljan opis teodolita koji je mogao mjeriti kutove i vodoravno i okomito i uključio je kompas kao i nišan.
Moderni teodoliti rade na istim principima kao i njihovi prethodnici, ali s poboljšanjima u preciznosti i prenosivosti. Imaju teleskopske nišane i mogu mjeriti kutove s točnošću do jedne desetinke lučne sekunde. Elektronički teodolit često uključuje infracrveni uređaj za mjerenje udaljenosti i može imati procesor i softver za izvođenje izračuna i interno pohranjivanje rezultata ili njihovo preuzimanje na prijenosno računalo ili računalo. Ova vrsta sustava ponekad se naziva “totalna stanica”.