将测站点至两目标点的方向线，铅垂投影到水平面上所构成的角称为水平角。它是测量工作中推算边的方位角和点的水平角为一点到两目标的方向线所作两竖直面间的二面角。A,B,C为地面上任意三点，连线BA、BC沿铅垂线方向投影到水平面上，得到相应的点，则BA与BC的夹角 即为地面A，B，C三点在B点的水平角。两方向线BA和BC，投影在水平度盘上的相应读数为a和c，则水平角为β=c-a。若β<0°，则加360°，因为水平角没有负值。
水平角为了测定水平角，经纬仪需有望远镜、水平度盘和水平度盘的读数指标。在角顶点B的铅垂线上安置一架经纬仪，由上述原理可知，经纬仪需具有对中装置，即使仪器中心保证在地面点的铅垂线上；经纬仪的望远镜不但能瞄准高低不同的目标，还应能瞄准左右方向的目标，即望远镜能够水平和竖直方向转动；仪器有一个能水平安置的刻度圆盘——水平度盘，度盘上有顺时针刻划。通过望远镜瞄准不同目标A和C，在水平度盘上的读数分别为a和c， 则水平角为这两个读数之差。坐标的基本要素之一，通常用光学经纬仪、电子经纬仪或全站仪测定。
观测水平角时,水平度盘中心应安放在过测站点的铅垂线上,并能使之水平。为了瞄准不同方向，经纬仪的望远镜应能沿水平方向转动,也能高低俯仰。当望远镜高低俯仰时,其视线应划出一竖直面，这样才能使得在同一竖直面内高低不同的目标有相同的水平度盘读数。
