在三角测量中作为测站，并由此测定了水平位置的这些顶点称为三角点。

为了观测各三角形的顶角，相邻三角点之间必须互相通视。因此三角点上一般都要建造测量觇标(测量标志)。为了使各三角点在地面上能长期保存使用，还要埋设标石。

观测各三角形的顶角时，观测目标的距离有时很长(达几十公里)，在这样长的距离上，即使用精密经纬仪的望远镜照准测量觇标顶部的圆筒，也难获得清晰的影像。为了提高照准精度，必须采用发光装置作为照准目标。在晴天观测采用日光回照器，借助平面镜将日光反射到测站;在阴天或夜间观测时，则采用由光源、聚光设备和照准设备所组成的回光灯。

三角测量中各三角形顶角的观测工作称为水平角观测。主要有两种观测方法，一是方向法或全圆法(全圆观测法)，二是全组合测角法(见角度测量)。除了观测各三角形的顶角外，三角测量还要选择一些三角形的边作为起始边，测量它们的长度和方位角。过去用基线尺在地面上丈量起始边的长度，由于地形限制，一般只能丈量长几公里的线段。因此，往往需要建立一个基线网，直接丈量基线长度，然后通过网中观测的角度推算起始边长度。20世纪50年代电磁波测距仪出现之后，可以直接测量起始边长度，而且精度很高，极大地提高了三角测量的经济效益。为了测量起始边的方位角，需要在起始边两端点上实施天文测量。

在完成上述观测之后，从一起始点和起始边出发，利用观测的角度值，逐一地推算其他各边的长度和方位角，再据此进一步推算各三角形顶点在所采用的大地坐标系中的水平位置。

三角测量的实施有两种扩展方式:

一是同时向各个方向扩展，构成网状，称为三角网，它的优点在于点位均匀分布，各点之间互相牵制，对于低等测量有较强的控制作用。缺点是作业进展缓慢。

二是向某一定方向推进以构成锁状，称为三角锁，它仅构成控制骨架，中间以次等三角测量填充，三角锁的推进方向可作适当选择，避开作业困难地带，故较三角网经济，作业进展迅速，但控制强度不如三角网。

三角锁网中的单个图形一般是单三角形，也可以是有双对角线的四边形，或者是有一中点的多边形等不同形式。

20世纪50年代以前，国家大地网以及工程测量和城市测量中精密控制网的建立，几乎一律采用三角测量法。此后，由于电磁波测距仪的迅速发展，测距精度不断提高，而采用光学经纬仪的传统三角测量方法的定位精度则已达到极限，很少有提高的可能，因此从发展趋势来看，三角测量将逐渐为三边测量、导线测量或测边测角布网方式所取代。