水平儀的水準(zhǔn)管是由玻璃制成，水準(zhǔn)管內(nèi)壁是一個具有一定曲率半徑的曲面，管內(nèi)裝有液體，當(dāng)水平儀發(fā) 生傾斜時，水準(zhǔn)管中氣泡就向水平儀升高的一端移動，從而確定水平面的位置。水準(zhǔn)管內(nèi)壁曲率半徑越大，分辨率就越高，曲率半徑越小，分辨率越低，因此水準(zhǔn)管曲率半徑?jīng)Q定了水平儀的精度。 水平儀主要用于檢驗各種機床和工件的平面度、直線度、垂直度及設(shè)備安裝的水平位置等。特別是在測垂直度時，磁性水平儀可以吸咐在垂直工作面上，不用人工扶持，減輕了勞動強度，避免了人體熱量輻射帶給水平儀的測量誤差。
水平儀底面及側(cè)面長度均為200mm的直角形結(jié)構(gòu)，精度一般為（0.02-0.025）mm/m，若用戶有特殊要求，可單獨定制。 水平儀調(diào)零結(jié)構(gòu)有獨特之處，較常規(guī)結(jié)構(gòu)相比：1.調(diào)零容易。2.調(diào)整后，零位不易變動。如圖1所示。水平儀底V型槽面繞芯軸轉(zhuǎn)動5時，若氣泡移動，可通過調(diào)整螺釘2來達到要求，該項在出廠時已調(diào)整好，一般不變。
水平儀的結(jié)構(gòu)根據(jù)分類不同而有所區(qū)別?？蚴剿絻x一般由水平儀主體、橫向水準(zhǔn)器、絕熱手把、主水準(zhǔn)器、蓋板和零位調(diào)整裝置等零部件組成。尺式水平儀一般由水平儀主體、蓋板、主水準(zhǔn)器和零位調(diào)整裝置等零部件構(gòu)成。
水平儀是以水準(zhǔn)器作為測量和讀數(shù)元件的一種量具。水準(zhǔn)器是一個密封的玻璃管，內(nèi)表面的縱斷面為具有一定曲率半徑的圓弧面。水準(zhǔn)器的玻璃管內(nèi)裝有粘滯系數(shù)較小的液體，如酒精、乙醚及其混合體等,沒有液體的部分通常叫作水準(zhǔn)氣泡。玻璃管內(nèi)表面縱斷面的曲率半徑與分度值之間存在著一定的關(guān)系,根據(jù)這一關(guān)系即可測出被測平面的傾斜度。
水平儀刻度值用角度（秒）或斜率來表示，它的含義是以氣泡偏移一格工作傾斜的角度表示，或以氣泡偏移一格工作表面在一米長度上傾斜的高度表示。由于水平儀的使用傾角 很小，所以tg ，如tg4 4 弧度=0.02mm/1000mm，測量時使水平儀工作面緊貼被測表面，待氣泡穩(wěn)定后方可讀數(shù)。 如需測量長度為L的實際傾斜值則可通過下式進行計算。 實際傾斜值=標(biāo)稱分度值 L 偏差格數(shù)；例如：標(biāo)稱分度值為0.02mm/m，L=200mm，偏差格數(shù)為2格，則
實際傾斜值=0.02/1000*200*2=0.008mm。 為避免由于水平儀零位不準(zhǔn)而引起的測量誤差，因此在使用前必須對水平儀零位進行檢查或調(diào)整。
水平儀零位檢查和調(diào)整方法，將被校水平儀放在大致水平的平板上，緊靠定位塊，待氣泡穩(wěn)定后以氣泡的一端讀數(shù)為a1，然后將水平儀調(diào)轉(zhuǎn)180方位，準(zhǔn)確地放在原位置，按照第一次讀數(shù)的一邊記下氣泡另一端的讀數(shù)為a2，兩次讀數(shù)差的一半則為零位誤差，即 =(a1-a2)/2格。如果零位誤差超赤許可范圍，則需調(diào)整零位機構(gòu)，反復(fù)調(diào)整螺釘1即可達到要求。