Примарне функције теодолита су мерење углова и просторно позиционирање, што га чини незаменљивим алатом у основном геодетском и инжењерском премеру.
Може да мери хоризонталне и вертикалне углове. Циљањем на циљну тачку кроз телескоп, хоризонтална ротација мери хоризонтални угао, а вертикална ротација мери угао елевације, чиме се добија информација о правцу мете у простору. Ово је најосновнија мерна функција теодолита.
Може помоћи у одређивању равнинских координата и елевације тачака. Користећи координате познатих базних тачака или контролних тачака, у комбинацији са резултатима мерења углова, и кроз принципе тригонометријског нивелисања или прорачуна равних координата, може се одредити прецизна локација циљне тачке, што омогућава снимање и постављање, позиционирање зграде или топографско мапирање.
Савремени електронски теодолити или тоталне станице такође имају функције снимања података, дигиталног приказа и прорачуна. Они могу аутоматски да чувају податке о угловима, излазе резултате координата и подржавају везу са рачунарима или софтвером за мерење, побољшавајући ефикасност мерења и тачност обраде података.
