Si le relevé planimétrique sert à positionner les points dans un plan horizontal, le relevé altimétrique sert à mesurer les différences de niveau entre ces points. La différence peut être relative par rapport à une référence locale, donc arbitraire, comme le plancher du rez-de-chaussée d'un immeuble ou absolue c'est-à-dire le niveau de la mer. Dans ce dernier cas, il suffit de " caler " le niveau de référence arbitraire par rapport aux " bench mark " nationaux. Le niveau topographique est mis en station pour faire la lecture sur une mire qui est placée verticalement sur les différents points à relever. La position du niveau et son altitude n'a pas d'autre importance que de permettre de bien viser un maximum de points sans devoir le déménager.

Station unique et rayonnement altimétrique
La façon la plus simple d'opérer consiste à installer la station sensiblement au milieu des points à relever et du point P dont la hauteur Alt P est connue. On lit la hauteur Hp du point P par rapport au niveau. Chaque point N dont on lit la hauteur Hn par rapport au niveau aura pour hauteur absolue : Alt N = Alt P + Hp - Hn