Optischer Theodolit. Diese Instrumente lesen Winkel über eine optische Skala und ein Noniussystem ab und verlassen sich zur Vervollständigung der Messungen auf manuelle Beobachtung und Ablesungen. Ihre Struktur ist relativ traditionell und erfordert hohes operatives Geschick, sie bieten jedoch eine hohe Stabilität und zuverlässige Genauigkeit und werden häufig in grundlegenden Vermessungs- und Ingenieurplanungen eingesetzt.
Elektronischer Theodolit. In seine Struktur ist ein fotoelektrischer Encoder integriert, der Winkeländerungen in elektrische Signale umwandelt und die Messergebnisse direkt über eine digitale Anzeige ausgibt. Im Vergleich zu optischen Theodoliten bieten elektronische Theodolite schnellere Messwerte, kleinere Fehler und weniger menschliches Versagen, was sie zum am häufigsten verwendeten Typ in der technischen Vermessung macht.
Totalstations-Theodolit (der Vorgänger oder die integrierte Form der Totalstation). Es integriert die Funktionalität zur Entfernungsmessung in den elektronischen Theodoliten und ermöglicht so gleichzeitige Winkel- und Entfernungsmessungen, Koordinatenberechnungen und Datenspeicherung. Mit umfassenderen Funktionen hat es sich nach und nach zum Standardgerät in der modernen Vermessung entwickelt.
Theodolite können auch nach Genauigkeitsgrad in gewöhnliche Theodolite und Präzisionstheodolite eingeteilt werden. Ersteres wird für allgemeine Ingenieurvermessungen verwendet, während letzteres für hochpräzise Kontrollvermessungen und wissenschaftliche Forschung verwendet wird.
