全站仪是在一站上，一次完成水平角、高度角、距离的测量，而且同轴，也就是说一站解决了距离、方向、高差这三个测量基本要素。

以往的测量都是分别用经纬仪、钢尺、水准仪，观测角度、距离、高差。而且全站仪的精度很高，其精密度已经解决了以前必须靠多测回实现精度的问题。

在全站仪出现之前，有过半站仪，实际上就是在经纬仪上方安装一个红外测距仪，这个方式存在很短，迅速被全站仪替代了。