一、坐标系统
1．地理坐标
地面上点的位置，在球面上通常是用经、纬度表示的，某点的经纬度称为该点的地理坐标。
2．平面直角坐标
在地形测量的范围不大的测区内，可以把地球表面当作平面看待。在这种情况下，地面点的位置可用平面直角坐标表示，表示方法和数学中的有些不同。测量上将南北方向的坐标轴定为x轴，东西方向为y轴；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限也和数学上的象限顺序相反。
3．高斯平面直角坐标
当测区范围较大时（如大于以10平方公里为半径的圆面积），就不能将其看成是平面了，因而不能用平面直角坐标来确定地物的位置。这就象桔子皮一样，如将它剥开并压成平面，必然会产生一些裂口的重叠。为解决这个矛盾，必须研究地图投影问题，以将球面上的图形合理地展绘到平面上来。高斯投影是解决这一矛盾的途径之一，利用这种投影所建立的坐标称为高斯平面直角坐标，这是我国目前所采用的坐标。
由于高斯投影使长度发生了变形，且离中央子午线愈远这种变形愈大。为此，必须设法限制这种变形，分带投影的办法解决了这一问题。分带投影的结果使每一投影带只包括中央子午线及其两侧的邻近部分。在中、小比例尺测图中，都采用6°分带法即从首子午线开始，按经差6°为一带，将地球分成60个投影带，并编号为1、2、3…60。
分带投影后，各带的中央子午线都和赤道垂直，以中央子午线作为纵坐标轴X，赤道为横坐标轴Y，其交点O为坐标原点。这样，在每个投影带内便构成了一个既和地理坐标有直接关系，又各自独立的平面直角坐标系，称为高斯坐标系。
纵坐标X由赤道向北为正，向南为负；横坐标Y由中央子午线向东为正，向西为负。我国位于北半球，所以X值均为正值。但每个投影带的横坐标Y都有正有负，为了使横坐标Y不出现负值，则在每带的横会标上加500公里。这样，位于中央子午线以西的各点的横坐标均小于500公里，位于中央子午线以东的各点的横坐标均大于500公里。另外，为了指明该点属于何带，还规定在横坐标Y值之前，要写上带号。未加500公里和带号的横坐标称为自然值，加上500公里和带号的横坐标值称为通用值。
设A、B两点位于6°投影带的第20带，其横坐标的自然值为：
（在中央子午线以东）
（在中央子午线以西）
将A、B两点的横坐标值加上500公里并注带号后，便得横坐标的通用值，即：
加上500公里的另一个好处，是使带号后的数字总是6位数。如有一个点的横坐标y=4307000m，很显然，这一点属于4带，而不是43带。
在每个投影带内，按相等的间隔作一系列平行于纵轴和横轴的直线，就组成了平面直角坐标格网。其间隔一般为一公里或两公里，故称公里格网。
二、地形图的高程
为了全面确定地面上点的位置，除平面坐标外，还须测定该点的高程。为了对高程加深理解，须明确水准面、水平面及大地水准面的概念。
把地球的总开关可以认为是设想成被静止的海水面所包围的、表面平滑的球体。静止的水面所形成的曲面有一个特点，就是过这个曲面上的任何一点所作的铅垂线，在该点均与曲面正交。凡满足这个条件的曲面，就称为水准面。与水准面相切于一点的平面称为水平面，水平面内任何方向的直线称为水平线。
把水准面无限扩展开来，就形成一个闭合曲面。在无限多个闭合水准面中，有一个通过静止的平均海水面的水准面，称为大地水准面。
大地水准面是我们计算海拔高度的基准面，从一点到大地水准面的铅垂距离，称为该点的绝对高程（或称海拔、标高）。为了统一全国的高程系统，我国选定“黄海平均海水面”作为起算海拔高度的基准面。
三、磁偏角、坐标纵线偏角和磁坐偏角的概念
真子午线方向：过地球上某点的真子午线的切线方向，称为该点的真子午线方向，或称真北方向。
磁子午线方向：当在某点的磁针自由静止时，磁针轴线方向即为该点的磁子午线方向，或称磁北方向。
磁偏角：磁子午线方向和真子午线方向间的夹角称为磁偏角。
四、 地形图的等高线
等高线是地面上高程相等的各相邻点所连成的闭合曲线，也就是水平面（严格来说应是水准面）和地面相截所形成的闭合曲线。用等高线表示地貌不但能简单而正确地显示其形态，而且还能较精确地求出图上任何点的高程。
相邻等高线在水平面上的垂直距离称为等高距。地球表面高低起伏的形态虽然较复杂，但不外乎是由山丘、盆地、山脊、山谷和鞍部等典型地貌所构成。如果熟悉了这些典型地貌的等高线表示方法，那么就能比较容易地看懂地形图了。
隆起而高于四周的高地称为山地，低于四周的盆形洼地称为盆地。两者在地形图上的形态很相似，但根据等高线上注记的高程可以将两者区别开。同样地也可经将形态特征相似的山脊与山谷区别开。介于相邻两个山头之间、形似马鞍的低凹部分，称为鞍部（或垭口），它是两条山脊线和两条山谷线相交之处。在野外利用地形图进行地质填图或读图时，首先将地形图定向，并在图上确定观测者的站立点或地质点的位置。
1．地形图定向
地形图定向，就是使图上的任意方向线和实际上相应的方向线取得一致。定向方法中最常用的是罗盘定向，此外还可用地物定向。
（1）用罗盘定向
用罗盘将地形图定向，可以根据图上的磁子午线，真子午线或坐标纵线来进行。定向时，首先使地形图处于水平位置，并将地质罗盘的测边缘紧贴于图上的磁子午线，然后放松磁针，谨慎地将地形图和放在它上面的罗盘一起转动，直至磁针北端静止在罗盘0°处为止，则地形图的定向工作即告完成。如果利用罗盘按图上的真子午线定向，则首先要进行磁偏角数值校正。
（2）用地物定向
利用实地较明显的地物成地貌在地形图上找出相应的地物或地貌，并使图形和实物相互对应，即可很快地将地形图定向。
2．图上定点
为了把观测者的站立点（或地质点）测定在地形图上，首先应将地形图定向，然后用以下方法定出所求点在图上的位置。
（1）罗盘仪后方交会法
在站立点P，应用地质罗盘依次瞄准实地上明显的地物点A、B、C，读出PA、PB、PC三条方向线的反磁方位和αAP、αBP、αCP（这可用磁南针读得），然后在地形图上用量角器依次通过相应点a、b、c，按相应的反磁方位角αAP、αBP、αCP画出方向线。这样，三条方向线的交汇点P即为所求点。如不能交于一点而产生了一个误差三角形，其边长不超过2-3mm时，则可取其重心作为所求点。
（2）地物定点法
当站立点在地物和地貌上比较明显突出时，例如道路交叉点、山顶、鞍部等等，则可根据地形图确定站立点在图上的位置，这时图上定点可用目估法进行。
以上是地形图用以定点。同时在野外地质工作中，读地形图可使我们了解工作区的地理情况，以便正确地布置地质观察路线，从而不仅省时、省力还可取得最好的工作效果。此外，地质图的编绘也须以地形图为底图。