الجيوديسيا فرع من الرياضيات التطبيقية، يعنى بالدراسة الجيولوجية لحجم الأرض وشكلها، وقياس أجزاء واسعة من باطنها وسطحها. ليس هذا فحسب، بل إن الجيوديسيا تدرس التفاوت في الجاذبية والمغناطيسية الأرضيتين أيضا ؛ فهي خواص تتعلق بباطن الأرض ومكوناتها وحرارتها . والجيوديسيا الحديثة تقسم إلى أربع شعب : الجيوديسيا الهندسية والجيوديسيا الطبيعية والجيوديسيا الفلكية والجيوديسيا الساتلية ، وذلك تبعا لمحط الاهتمام وابتكار الوسائل المناسبة التي تستعين بها على حل مسائلها . ولم تنشأ الجيوديسيا الساتلية (التوابع الفلكية) إلا بعد إطلاق القمر الصناعي الأول عام 1957.​

وللجيوديسيا فروع علمية أساسية هي:

• إنشاء الخرائط للدول والمساحات الشاسعة.
• أبعاد وشكل الأرض.
• تعيين الكثافة المتوسطة للأرض.
• التغييرات في مقدار الجاذبية الأرضية.
• انحرافات خيط الشاغول (التسامت) عن الوضع الرأسي والمتسببة من عدم انتظام توزيع الكتل على سطح الأرض وفي القشرة الأرضية.
• تركيب القشرة الأرضية.
• كثافة القوة المغناطيسية وقيم التغير وزاوية الميل على سطح الأرض.
• التغييرات في منسوب السطح المتوسط للبحار.
• التغييرات في خطوط العرض نتيجة لتغير محور دوران الأرض.
• الأرصاد الخاصة بالمد والجزر.
• تعيين مواقع النقط الحقيقية على سطح الأرض مع تحديد المسافات بينها.
• قياس الحركات الرأسية في القشرة الأرضية وتسجيل معلومات الزلازل للأرصاد الخاصة.

ومن هذا نرى لأن علم الجيوديزيا لا يعالج فقط إنشاء الخرائط، ولكنه يعالج أيضا موضوعات تتعلق بعلوم الفلك والجيولوجيا والمغناطيسية وغيرها. وقد تطورت أساليب هذا العلم خلال العقود القليلة الأخيرة تطورا حاسما، حيث دخلت جيوديزيا الأقمار الصناعية في العديد من المجالات والتطبيقات الجيوديزية وغيرها من المجالات الهندسية. وهناك العديد من التقنيات المتبعة لدراسة الجيوديزيا عن طريق الأقمار الصناعية لعل من اهما حاليا هو نظام التعيين العالمي الذي دخل أكثر المجالات في حياتنا اليومية. وهناك في المكتبة العربية القليل جدا من المواد المتعلقة بتلك التقنيات الحديثة منها كتاب جيوديزيا الأقمار الصناعية^[8] للحموي.
​

بدأت الجيوديسيا في العصور القديمة ما قبل العلمية، لذا فإن كلمة الجيوديسيا نفسها تأتي من الكلمة اليونانية القديمة γεωδαισία أو Geodaisia ​​(حرفيًا، "تقسيم الأرض").

كانت الأفكار المبكرة حول شكل الأرض تعتبر الأرض مسطحة وأن السماء عبارة عن قبة مادية تمتد فوقها. كانت هناك حجتان مبكرتان لفكرة كروية الأرض، وهما أن خسوف القمر يظهر للمراقب كظلال دائرية، وأن بولاريس يظهر أقل وأقل في السماء للمسافر المتجه جنوبًا.
​
Geodesy began in pre-scientific antiquity, so the very word geodesy comes from the Ancient Greek word γεωδαισία or geodaisia (literally, "division of Earth").

Early ideas about the figure of the Earth held the Earth to be flat and the heavens a physical dome spanning over it. Two early arguments for a spherical Earth were that lunar eclipses appear to an observer as circular shadows and that Polaris appears lower and lower in the sky to a traveler headed South.
​

في اللغة الإنجليزية، تشير الجيوديسيا إلى علم قياس وتمثيل المعلومات الجغرافية المكانية، بينما تشمل الجيوماتكس التطبيقات العملية للجيوديسيا على النطاقين المحلي والإقليمي، بما في ذلك المسح.

في اللغة الألمانية، يمكن أن تشير الجيوديسيا إما إلى الجيوديسيا العليا (hhere Geodsie أو Erdmessung، وتعني حرفيًا "geomensuration") - المعنية بقياس الأرض على المستوى العالمي، أو الجيوديسيا الهندسية (Ingenieurgeodsie) التي تتضمن المسح - قياس أجزاء أو مناطق من الأرض.

لأطول فترة، كانت الجيوديسيا علم قياس وفهم الشكل الهندسي للأرض، واتجاهها في الفضاء، ومجال الجاذبية؛ ومع ذلك، يتم تطبيق العلوم والعمليات الجيوديسية على الأجسام الفلكية الأخرى في نظامنا الشمسي أيضًا.[1]

إلى حد كبير، شكل الأرض هو نتيجة للدوران، الذي يسبب انتفاخها عند خط الاستواء، وتنافس العمليات الجيولوجية مثل تصادم الصفائح، وكذلك النشاط البركاني، الذي يقاومه مجال الجاذبية الأرضية. وينطبق هذا على السطح الصلب والسطح السائل (تضاريس سطح البحر الديناميكية) والغلاف الجوي للأرض. ولهذا السبب، تُسمى دراسة مجال الجاذبية الأرضية بالجيوديسيا الفيزيائية.
​

In English, geodesy refers to the science of measuring and representing geospatial information, while geomatics encompasses practical applications of geodesy on local and regional scales, including surveying.

In German, geodesy can refer to either higher geodesy (hhere Geodsie or Erdmessung, literally "geomensuration") — concerned with measuring Earth on the global scale, or engineering geodesy (Ingenieurgeodsie) that includes surveying — measuring parts or regions of Earth.

For the longest time, geodesy was the science of measuring and understanding Earth's geometric shape, orientation in space, and gravitational field; however, geodetic science and operations are applied to other astronomical bodies in our Solar System also.^[1]

To a large extent, Earth's shape is the result of rotation, which causes its equatorial bulge, and the competition of geological processes such as the collision of plates, as well as of volcanism, resisted by Earth's gravitational field. This applies to the solid surface, the liquid surface (dynamic sea surface topography), and Earth's atmosphere. For this reson, the study of Earth's gravitational field is called physical geodesy.
​

في اللغة الإنجليزية، تشير الجيوديسيا إلى علم قياس وتمثيل المعلومات الجغرافية المكانية، بينما تشمل الجيوماتكس التطبيقات العملية للجيوديسيا على النطاقين المحلي والإقليمي، بما في ذلك المسح.

في اللغة الألمانية، يمكن أن تشير الجيوديسيا إما إلى الجيوديسيا العليا (hhere Geodsie أو Erdmessung، وتعني حرفيًا "geomensuration") - المعنية بقياس الأرض على المستوى العالمي، أو الجيوديسيا الهندسية (Ingenieurgeodsie) التي تتضمن المسح - قياس أجزاء أو مناطق من الأرض.

لأطول فترة، كانت الجيوديسيا علم قياس وفهم الشكل الهندسي للأرض، واتجاهها في الفضاء، ومجال الجاذبية؛ ومع ذلك، يتم تطبيق العلوم والعمليات الجيوديسية على الأجسام الفلكية الأخرى في نظامنا الشمسي أيضًا.[1]

إلى حد كبير، شكل الأرض هو نتيجة للدوران، الذي يسبب انتفاخها عند خط الاستواء، وتنافس العمليات الجيولوجية مثل تصادم الصفائح، وكذلك النشاط البركاني، الذي يقاومه مجال الجاذبية الأرضية. وينطبق هذا على السطح الصلب والسطح السائل (تضاريس سطح البحر الديناميكية) والغلاف الجوي للأرض. ولهذا السبب، تُسمى دراسة مجال الجاذبية الأرضية بالجيوديسيا الفيزيائية.
​

In English, geodesy refers to the science of measuring and representing geospatial information, while geomatics encompasses practical applications of geodesy on local and regional scales, including surveying.

In German, geodesy can refer to either higher geodesy (hhere Geodsie or Erdmessung, literally "geomensuration") — concerned with measuring Earth on the global scale, or engineering geodesy (Ingenieurgeodsie) that includes surveying — measuring parts or regions of Earth.

For the longest time, geodesy was the science of measuring and understanding Earth's geometric shape, orientation in space, and gravitational field; however, geodetic science and operations are applied to other astronomical bodies in our Solar System also.^[1]

To a large extent, Earth's shape is the result of rotation, which causes its equatorial bulge, and the competition of geological processes such as the collision of plates, as well as of volcanism, resisted by Earth's gravitational field. This applies to the solid surface, the liquid surface (dynamic sea surface topography), and Earth's atmosphere. For this reson, the study of Earth's gravitational field is called physical geodesy.
​

The geoid essentially is the figure of Earth abstracted from its topographical features. It is an idealized equilibrium surface of seawater, the mean sea level surface in the absence of currents and air pressure variations, and continued under the continental masses. Unlike a reference ellipsoid, the geoid is irregular and too complicated to serve as the computational surface for solving geometrical problems like point positioning. The geometrical separation between the geoid and a reference ellipsoid is called geoidal undulation, and it varies globally between ±110 m based on the GRS 80 ellipsoid.

A reference ellipsoid, customarily chosen to be the same size (volume) as the geoid, is described by its semi-major axis (equatorial radius) a and flattening f. The quantity f = a − b/a, where b is the semi-minor axis (polar radius), is purely geometrical. The mechanical ellipticity of Earth (dynamical flattening, symbol J₂) can be determined to high precision by observation of satellite orbit perturbations. Its relationship with geometrical flattening is indirect and depends on the internal density distribution or, in simplest terms, the degree of central concentration of mass.

The 1980 Geodetic Reference System (GRS 80), adopted at the XVII General Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG), posited a 6,378,137 m semi-major axis and a 1:298.257 flattening. GRS 80 essentially constitutes the basis for geodetic positioning by the Global Positioning System (GPS) and is thus also in widespread use outside the geodetic community. Numerous systems used for mapping and charting are becoming obsolete as countries increasingly move to global, geocentric reference systems utilizing the GRS 80 reference ellipsoid.

The geoid is a "realizable" surface, meaning it can be consistently located on Earth by suitable simple measurements from physical objects like a tide gauge. The geoid can, therefore, be considered a physical ("real") surface. The reference ellipsoid, however, has many possible instantiations and is not readily realizable, so it is an abstract surface. The third primary surface of geodetic interest — the topographic surface of Earth — is also realizable
​