Optinen teodoliitti. Nämä instrumentit lukevat kulmia optisen asteikon ja nonierijärjestelmän kautta, luottaen manuaaliseen havainnointiin ja lukemiin mittausten suorittamiseksi loppuun. Niiden rakenne on suhteellisen perinteinen ja vaatii korkeaa käyttötaitoa, mutta ne tarjoavat vahvan vakauden ja luotettavan tarkkuuden, ja niitä käytetään yleisesti perusmittauksissa ja suunnittelussa.
Elektroninen teodoliitti. Sen rakenteessa on valosähköinen kooderi, joka muuntaa kulman muutokset sähköisiksi signaaleiksi ja tulostaa mittaustulokset suoraan digitaalisen näytön kautta. Optisiin teodoliitteihin verrattuna elektroniset teodoliitit tarjoavat nopeampia lukemia, pienempiä virheitä ja vähemmän inhimillisiä virheitä, mikä tekee niistä laajimmin käytetyn tyypin teknisessä mittauksessa.
Takymetrin teodoliitti (takymetrin edeltäjä tai integroitu muoto). Se integroi etäisyysmittaustoiminnot elektroniseen teodoliittiin mahdollistaen samanaikaiset kulma- ja etäisyysmittaukset, koordinaattilaskelmat ja tiedon tallennuksen. Kattavampien toimintojen ansiosta siitä on vähitellen tullut nykyaikaisen maanmittauksen valtavirtalaite.
Teodoliitit voidaan myös luokitella tarkkuustason mukaan tavallisiin teodoliitteihin ja tarkkuusteodoliitteihin. Ensimmäistä käytetään yleiseen suunnittelumittaukseen, kun taas jälkimmäistä käytetään erittäin-tarkkoihin ohjausmittauksiin ja tieteelliseen tutkimukseen.
