在进行水准测量时，首要步骤是确定待测的高程点（即前视点）和已知高程点（后视点），后者常作为建筑测量的控制点。前视点，即目标点，是测量工作的焦点。随着测量过程的推进，前视点与后视点的角色会相对转换，即前一站的前视点会成为下一站的后视点。水准测量的核心原理是通过水平视线和水准尺，测定地面两点间的高差，进而利用已知点的高程推算出未知点的高程。计算高差时，只需简单地将后视读数减去前视读数，结果的正负可以反映地形的上坡或下坡状态。
水准测量的前期工作包括选定合适的水准路线和埋设水准标石。水准路线通常选择坡度小、交通便利的路线，而水准点的位置则需考虑标石的稳定性、长期保存及观测的便捷性。在中国，水准点上的标石分为三种：基岩水准标石、基本水准标石和普通水准标石。它们分别埋设在不同等级的水准路线上，以满足不同精度的测量需求和研究地壳垂直运动的需要。
为了获得高精度的水准测量结果，精密水准测量需要采用带测微器的精密水准仪和膨胀系数小的因瓦水准标尺。在测量过程中，还需注意仪器与标尺的距离控制在35至60米之间，且前后标尺的距离尽量相等。同时，采用完善的观测程序以削减仪器微小倾斜和大气折光的影响。最终的水准测量结果需根据所采用的高程系统进行必要的改正，以得出精确的高程数据。