傳統的測量學研究的對象是地球及其表面，但隨著現代科學技術的發展，它已擴展到地球的外層空間，并且已由靜態對象發展到觀測和研究動態對象；同時，所獲得的量既有宏量，也有微量。使用的手段和設備，也已轉向自動化、遙測和數字化。

 大地測量學分幾何大地測量學、物理大地測量學和衛星大地測量學（或空間大地測量學）三個分支學科。幾何大地測量學是以一個與地球外形最為接近的幾何體（旋轉橢球）代表地球形狀，用天文方法測定該橢球的形狀和大小。物理大地測量學是研究用物理方法測定地球形狀及其外部重力場的學科。衛星大地測量學是利用人造地球衛星進行地面點定位及測定地球形狀、大小和地球重力場的理論、方法的學科。現代大地測量學是綜合利用幾何、物理、空間大地測量的理論和方法，解決大地測量學中各種問題的學科。攝影測量與遙感學是研究用攝影和遙感的手段，獲取被測物體的信息，進行分析、處理，以確定物體的形狀、大小和空間位置，并判定其屬性的科學。攝影測量與遙感學分為地面攝影測量、航空攝影測量學和航天遙感測量學。