大地水准面（地球形状的模型，即行星的大小和形状）与大洋中的平均海平面重合，并在大陆地区继续作为由水平面定义的假想海平面。它用作测量地形高度和海洋深度的参考面。涉及地球精确图形及其确定和意义的科学学科被称为大地测量学。
大地水准面在任何地方都垂直于重力，并且近似于规则的扁球形（即扁平球体）的形状。但是，这是不规则的，因为局部的埋藏质量浓度（在深度上偏离了横向同质性）以及大陆和海底之间的海拔差异。从数学上讲，大地水准面是一个等势面；也就是说，其特征在于，潜在功能在整个范围内都是恒定的。这个势函数描述了地球质量的引力吸引和地球绕其轴旋转引起的离心斥力的综合作用。
由于地球上不规则的质量分布以及由此产生的重力异常，大地水准面不是简单的数学表面。因此，它不是地球几何图形的合适参考表面。作为地球的参考图，但不用于其地形，使用近似大地水准面的简单几何形式。对于许多目的而言，地球的适当几何表示是一个球体，对于该球体，仅必须说明球体的半径。当需要更精确的参考图形时，将旋转椭球体用作地球形状和大小的表示。它是通过将椭圆围绕其短轴旋转360°生成的表面。在大地测量中用来表示地球的椭球称为参考椭球。这种旋转椭球是最常用于表示简单几何参考曲面的形状。
旋转椭球由两个参数指定：半长轴（地球的赤道半径）和半短轴（极半径），或平坦度。展平度（f）定义为半长轴（a）和半短轴（b）之间的大小差除以半长轴，即f =（a-b）/ a。对于地球来说，半长轴和半短轴相差约21公里（13英里），而扁平化大约是300的一分之一。在三轴椭球体拟合地球的情况下，赤道椭圆的两个半轴之间的差异仅约80米。
本文从古希腊人开始回顾地球的简单几何表示形式的发展。然后讨论了大地水准面的概念，以及人造卫星的追踪和海面卫星测绘如何帮助对地球形状和重力场进行大地测量。最后通过展示这项工作如何产生更精确的地球半径，质量和密度值来结束。
