Fungsi utama teodolit ialah pengukuran sudut dan kedudukan ruang, menjadikannya alat yang sangat diperlukan dalam ukur asas dan ukur kejuruteraan.
Ia boleh mengukur sudut mendatar dan menegak. Dengan mensasarkan pada titik sasaran melalui teleskop, putaran mendatar mengukur sudut mendatar, dan putaran menegak mengukur sudut ketinggian, dengan itu mendapatkan maklumat arah sasaran di angkasa. Ini adalah fungsi pengukuran paling asas bagi teodolit.
Ia boleh membantu dalam menentukan koordinat satah dan ketinggian titik. Menggunakan koordinat titik asas atau titik kawalan yang diketahui, digabungkan dengan hasil pengukuran sudut, dan melalui prinsip perataan trigonometri atau pengiraan koordinat satah, lokasi tepat titik sasaran boleh ditentukan, membolehkan pengukuran dan penetapan, kedudukan bangunan, atau pemetaan topografi.
Theodolit elektronik moden atau total station juga mempunyai fungsi rakaman data, paparan digital dan pengiraan. Mereka boleh menyimpan data sudut secara automatik, hasil koordinat output, dan menyokong sambungan dengan komputer atau perisian tinjauan, meningkatkan kecekapan pengukuran dan ketepatan pemprosesan data.
