变形观测主要包括沉降观测、位移观测、挠度观测、转动角观测和振动观测等。

此法的观测基准面由经纬仪的视准线和仪器竖轴建立。根据测定观测点偏离值的方法不同，视准线法又分为测小角法和活动觇牌法。20世纪60年代初，又采用了以激光束代替经纬仪视准线的激光经纬仪准直法和利用光干涉原理的波带板激光准直法。这些方法虽然大大提高了照准精度，但仍不能克服大气折射的影响。在某些特定条件（如水坝的廊道内）下，可采用引张线法，即用拉紧的钢丝作为基准线。近年来在激光准直法和引张线法中已采用光电传感技术，实现了观测的自动化。 

受力后挠曲程度的工作。观测方法是测定建筑物在铅垂面内各不同高程点相对于底部的水平位移值。高层建筑物通常采用前方交会法测定。对内部有竖直通道的建筑物，挠度观测多采用垂线观测，即从建筑物顶部附近悬挂一根不锈钢丝，下挂重锤，直到建筑物底部。在建筑物不同高程上设置观测点，以坐标仪定期测出各点相对于垂线最低点的位移。比较不同周期的观测成果，即可求得建筑物的挠度值。如果采用电子传感设备，可将观测点相对于垂线的微小位移变换成电感输出，经放大后由电桥测定并显示各点的挠度值。

观测建筑物或机械设备倾斜度的变化，计算其转动角的工作。对某些建筑物，例如水坝，转动角的大小反映了它不均匀沉降的情况。同沉降观测一样，可用精密水准测量或液体静力水准测量方法测定。对一些精密机械设备，则需采用专门的转动角观测仪。这类仪器主要由一个高灵敏度的气泡水准和一套精密的测微仪器组成。当气泡居中时利用测微仪器进行读数，即得该处的倾斜度。比较不同周期的倾斜度，可以求得观测周期间机械设备的转动角。