Es una superficie equipotencial, donde la gravedad es siempre constante, además las fuerzas centrípetas producto de la rotación de la Tierra y de atracción gravitacional se encuentran equilibradas. Si bien esta superficie no existe físicamente sí se puede medir a través de métodos gravimétricos y está representada por los océanos sin tomar en cuenta las mareas y la prolongación de los mismos a través de los continentes.
El Geoide se aproxima a la forma real de la Tierra, sin embargo, es difícil de describir mediante expresiones matemáticas, por esta razón surge el Elipsoide, que por ser una superficie matemática fácil de manejar resulta más sencillo el cálculo de alturas utilizando al elipsoide como referencia. El Geoide es ideal para utilizarlo como referencia para calcular alturas, ya que al encontrarse representado por el nivel del mar y sus fluctuaciones está relacionado con la fluctuación de alturas.
La diferencias de alturas medidas desde el elipsoide y desde el geoide hasta un punto de la superficie son conocidas como alturas geoidales, ondulaciones geodiales o separaciones geoide-elipsoide. Su importancia radica en que a partir de la altura elipsoidal y tomando en cuenta la ondulación geoidal, es posible determinar con exactitud la cota ortométrica de un punto, desempeña funciones de dátum vertical. La línea perpendicular al geoide en un punto sobre la superficie terrestre define la dirección de la vertical o la dirección de la gravedad determinando el cenit astronómico en dicho punto. El nivel de burbuja de un teodolito o de cualquier instrumento topográfico representa al plano horizontal en el punto de estación, perpendicular a la dirección de la gravedad.