Конструктивно теодоліт складається з верхньої рухомої частини і нижньої нерухомої - підставки Підставка з трьома підйомними гвинтами , жорстко скріплена з круглою основою, металевого установочного футляра теодоліта. Теодоліт встановлюється на головку штатива і прикріпляються становим гвинтом.

За функціональним призначенням окремі конструктивні елементи тео­доліта об'єднані в такі пристрої: орієнтування в просторі, наведення і ви­мірювання.

Пристрої орієнтування в просторі включають осьові системи, горизонтуючий пристрій і центри.

Осьові системи призначені для реалізації геометричної схеми приладу і приведення елементів теодоліта у певне положення в просторі у відпо­відності з принципом кутових вимірювань. За призначенням і розміщен­ням розрізняють вертикальні і горизонтальні осьові системи. Під верти­кальною осьовою системою розуміють систему, що з'єднує нижню части­ну теодоліта (підставку), з його верхньою частиною, яка несе пристрої на­ведення і вимірювання.

У теодолітах серії ТЗО використовується вертикальна осьова система повторювального типу, циліндрична, порожня.

Вона забезпечує два види обертання верхньої алідадної частини теодо­літа: спільне з лімбом і відокремлене від лімба.

Під час загального обертання, коли відкріплено закріпний гвинт лімба, відлік по лімбу не змінюється. Під час часткового обертання, коли відкріплено закріпний гвинт алідади, а закріпний гвинт лімба, затиснутий, змінюються відліки по лімбу.

Горизонтальна осьова система встановлюється перпендикулярно до вертикальної осьової системи. Вона служить для обертання зорової труби, розміщення вертикального кутомірного круга та інших деталей. Горизон­тальна вісь виконана заодно з корпусом зорової труби і встановлена в лагерах - втулках і . Внутрішні діаметри втулок ексцент­ричні відносно зовнішніх посадочних діаметрів. Це дає можливість вико­нувати юстирування нахилу осі обертання зорової труби.

Пристрій горизонтування призначений для приведення вертикальної осі у прямовисне положення. Він складається з підставки, що має форму тригранної призми з циліндричною втулкою, трьох підйомних гвинтів і установочного циліндричного рівня, з виправними гвинтами.

Установочний циліндричний рівень або циліндричний рівень біля алі­дади горизонтального круга складається з двох частин: чутливого елемен­та і підставки. Як чутливий елемент рівня використовується ампула з рідиною, внутрішня поверхня ампули має тороїдальну форму.

Радіус шліфованої поверхні, перпендикулярної до нижньої площини підставки (лінія АБ), перетинає цю поверхню в деякій точці N, що називається нуль пунктом. Дотична , що проходить через нуль-пункт рівня, називається віссю рівня. Таким чином, лінії LL і АВ повинні бути паралельні, в цьому полягає головна властивість нуль пункту. На зовніш­ній поверхні ампули нанесені поділки через 2 мм. Нуль-пункт - це точка на ампулі рівня, розміщена посередині ампули, відносно якої симетрично нанесені поділки шкали рівня.

Як наповнювач для ампули використовують етиловий ефір. Кінці ам­пули після заповнення рідиною в гарячому стані запаюються. При охолод­женні з пару наповнювача утворюється бульбашка рівня. Вона має витяг­нуту форму з півколами на кінцях. Бульбашка рівня приймає вищу точку шліфованої поверхні ампули. Таким чином, для того, щоб лінію підставки АВ привести в горизонтальне положення, необхідно привести бульбашку рівня в нуль-пункт. При цьому вісь циліндричного рівня займе горизон­тальне положення.

Основними параметрами циліндричного рівня є ціна поділки рівня т і

чутливість рівня DT. Ціна поділки рівня - це центральний кут, який відпо­відає дузі в одну поділку шкали ампули.

Чутливість рівня - це найменший кут, на який потрібно нахилити вісь рівня, щоб бульбашка перемістилася на десяту частку поділки шкали.

В теодоліті ТЗО застосовується циліндричний рівень з ціною поділки 45". Він являє собою просту ампулу, яка залита гіпсом в оправі. Один кінець оправи з'єднується з корпусом фіксовано, а дру­гий юстувальними гвинтами. Для усунення зазору в сферичному шарні­рі, використовується регулювальна гайка.

Для суміщення центра горизонтального круга з прямовисною лінією, що проходить через точку стояння теодоліта, застосовують нитковий ви­сок або оптичний центрир. Як оптичний центрир теодоліта ТЗО викорис­товується зорова труба. Теодоліт має порожнисту вертикальну вісь і отвір в дні футляра. Це дає можливість центрувати теодоліт над точкою місце­вості за допомогою зорової труби, встановленої для цього вертикально об'єктивом вниз.

Для наведення зорової труби на предмет теодоліт має закріпні і навідні гвинти зорової труби, алідади і лімба.

Закріпні гвинти фіксують у нерухомому положенні зорову трубу, алі­даду і лімба, навідні гвинти забезпечують їх повільне і плавне обертання.

Зорова труба - це оптичний пристрій, призначений для візуальних спостережень віддалених предметів. Зорові труби бувають астрономічні і земні; перші дають обернене, а другі - пряме зображення предметів. Вони розділяються на два види: труби з зовнішнім фокусуванням; труби з внут­рішнім фокусуванням.

Сучасні геодезичні прилади мають зорові труби з внутрішнім фокусу­ванням. Зорова труба є складним оптико-механічним пристроєм, який включає такі оптичні елементи: об'єктив, лінзу фокусування 31, площин-но-паралельну пластинку з сіткою ниток і окуляр.

Об'єктив теодоліта ТЗО - це дволінзовий ахромат. Об'єктив і компо­нент фокусування утворюють телеоб'єктив, який дозволяє зменшити габарити зорової труби.

Між окуляром і фокусуючою лінзою розмішують сітку ниток, в пло­щині якої формується зображення предмета, що розглядається. Для візир­них цілей, що розташовані на різних віддалях, переміщають фокусуючу лінзу, обертанням кремальєри. Ця операція носить назву фо­кусування або установки зорової труби за предметом.

Сітка ниток - це плоскопаралельна пластинка з системою штрихів. У зоровій трубі з внутрішнім фокусуванням віддаль між об'єктивом і сіткою ниток не змінюється.