进行地表沉降观测，要在测区内选定适量的水准点作为地面观测点，并埋设标志，同时在沉降范围外的稳定处设置适量的基准点。为了缩短基准点到观测点的距离以减少观测点的高程误差，也可把基准点设在沉降范围内，但必须设法使基准点的高程不受地表沉降的影响，例如采用深埋钢管标，它是把钢管底部锚固在基岩上，外面用套管保护; 或埋设双金属标，即用膨胀系数不同的两根金属芯管放在同一根套管中，根据两芯管顶端由温度变化而引起的高差变化，推算出每根芯管顶端由温度变化引起的高程改正数。

在一个测区内至少要设置3个基准点,以便通过联测验证其稳定性。从基准点出发用水准测量方法测定各观测点的高程。水准线路常分两级敷设。首级水准线路用精密水准测量（见高程测量）方法施测，构成网形，并附合在基准点上。然后在首级点之间用稍低的精度敷设低一级的水准线路，用以测定其他观测点的高程。不同日期两次测得同一观测点的高程之差，即代表地面高程在这两次观测期间的变化。为便于分析，常把同一时期内各点沉降量标记在地形图上，并勾绘出等沉降曲线；对一些有代表性的观测点，则常绘制沉降量同时间的关系曲线。

有了地表沉降观测的大量资料，就可以用数理统计方法分析沉降规律，预计沉降的发展趋势，分析沉降同影响因素之间的关系。