Eine Totalstation ist ein elektronischer Theodolit in Kombination mit einem elektronischen Entfernungsmesser, der über einen zusätzlichen internen Datenspeicher oder einen externen Datensammler verfügt. Es funktioniert durch Messen von Winkeln, Entfernungen, Koordinaten und Höhen. Die Daten werden an einen Computer übertragen, der mithilfe von Software eine Karte des Gebiets erstellt.
Die Totalstation sendet einen Laserstrahl auf ein Ziel und erkennt das zurückreflektierte Licht. Die Station berechnet die tatsächliche Abweichung der Wellenlänge des reflektierten Lichts. Es hat eine Genauigkeit von 0,07 Zoll pro 0,62 Meilen. Eine direkte Sichtlinie wird benötigt, um die Koordinaten eines unbekannten Punktes zu messen, der einer bekannten Koordinate entspricht. Einige Totalstationen verwenden einen Global Navigation Satellite System-Empfänger, um die Notwendigkeit einer Sichtverbindung zu umgehen. GNSS bietet eine geringe Genauigkeit auf der vertikalen Achse und benötigt längere Zeit für die Messung.