Не многие из современных наук обладают столь древней историей, как геодезия. Не относясь к фундаментальным наукам, геодезия дала жизнь многим из них.

Потребность в геодезических измерениях и изображении Земли у человечества возникла в глубокой древности и главным образом в связи с определением границ земельных участков, их разделением по владельцам, строительством городов, крепостей и ирригационных сооружений. Дошедшие до нас памятники свидетельствуют о том, что за много веков до нашей эры (XX–X вв. до н. э.) в Египте и Китае имелись представления о том, как в различных случаях измерять различные земельные участки. Приемы измерения Земли были известны и в Древней Греции. Таким образом, геодезия как наука складывалась и развивалась тысячелетиями. Уже в те времена геодезия решала значительно более сложные задачи. В Вавилоне была создана сложная ирригационная система, регулирующая разливы рек Тигра и Ефрата, в Древнем Египте (4000–3000 лет до н. э.) были созданы большие оборонительные сооружения и ирригационные системы, строились грандиозные пирамиды (Хуфу).

Только в эпоху Великих географических открытий начинается эра Возрождения и новый расцвет наук и искусства. После кругосветного путешествия Магеллана в 1519–1522 гг. сомневаться в шарообразности Земли было уже невозможно.

Развитие мореплавания и торговли, новые путешествия требовали подробных и точных карт, которые могли быть созданы только на основе правильных данных о размере земного шара. В связи с этим был предпринят ряд новых попыток определить размеры Земли. Наиболее удачным для того времени оказалось измерение, выполненное в 1528 г. французским ученым и придворным врачом Жаном Фернелем (1497–1558), определившем дугу меридиана  между Парижем и Амьеном. Он получил длину дуги в 1° парижского меридиана равной 56 747 тоазам (1 тоаз = 1,94904 м), или 110,6 км (ошибка по сравнению с современными данными составляет 0,1 %)

Сохранились сведения о геодезических работах, выполненных в России. Потребность в измерениях Земли возникла на Руси в очень отдаленные времена. В Государственном Эрмитаже хранится камень, на котором высечена надпись : «В лето 6576 Глеб князь мерил морем по льду от Тьмутороканя до Корчева 11 тысяч сажен».

Это означает, что в 1068 г., т. е. в XI в., было измерено расстояние между городами Таманью и Керчью через Керченский пролив по льду. Измерения земной поверхности производились не только в интересах землевладения и земельного обложения налогами, но и для строительства и военных целей. На западных и восточных рубежах нашей родины сохранились остатки оборонительных сооружений, свидетельствующие о таланте и мастерстве древнерусских строителей. Русская землеизмерительная техника развивалась также под влиянием потребности государства в географической карте. Карта Московского государства «Большой чертеж» была первой русской картой. Время составления неизвестно. Изготовленная в единственном экземпляре, она пополнялась, исправлялась и в 1627 г. за ветхостью заново была вычерчена.

Новые экономические условия и политическая обстановка, сложившаяся при Петре I (1672–1725) предъявляют новые требования к карте. В 1696 г. были выполнены топографические съемки на Дону, в 1715 г. — на Иртыше. В 1718–1722 гг. геодезисты Евреинов и Лужин выполнили топографические работы на Камчатке и Курильских островах с целью картографирования отдаленных районов Российской империи. В 1739 г. был учрежден Географический департамент Петербургской академии наук, он объединил картографические работы в стране (в 1757–1763 гг. во главе его стоял М. В. Ломоносов).

К концу XVIII в. было определено 67 астрономических пунктов. Первые геодезические опорные сети были проложены в Виленской губернии и Прибалтийском крае в 1816 г. методом триангуляции и связаны с именами В. Я. Струве и К. И. Теннера.