测量学上之定义有三种：
(一)自然表面：由陆地与海洋组成之固体或液体地球与大气之交界面，即人眼所见者。
(二)大地水准面：为最密切于平均海水面之地球重力场之等位面，通常以平均海水面近似表示之，并延伸至陆块下面。就物理而言，大地水准面乃位能方程式为常数之不规则数学曲面。通常称大地水准面为地球物理形状。
(三)旋转椭球体：由于大地水准面并非一简单之数学函数，不适合于各项应用，如地图投影、卫星轨道推算等，因此采用具有规则性之旋转椭球体来表示地球形状。此椭球体最密切于大地水准面，且两者位能相等，其旋转轴与地球自转轴一致，质量、角速度亦皆与地球相同。具有上述特性之旋转椭球体称为地球椭球体或平均地球椭球体。