В края на ХІХ век геодезията се обособява като наука
В началото на ХІХ век учените вече много добре познават телескопа, теодолита и таблиците за логаритмуване. Описанието на Земята продължава да ги вълнува, макар да научават все повече за планетата.
Новият век идва с нови имена. Едно от най-значимите е това на Карл Фридрих Гаус, роден на 30 април 1777 г. в Брауншвайг. Заради изключителните си математически способности херцогът на Брауншвайг поема разноските по образованието му. Следва в Гьотинген и завършва в Хелмстед, като до края на дните си е директор на астрономическата обсерватория и професор в Гьотингенския университет.Умира през 1855 г., а на паметната му плоча е изобразен по негова молба правилен седемнадесетоъгълник.
Освен с математика, Гаус се занимава и с практическа геодезия и извършва различни геодезични измервания. Той се нагърбва да направи и геодезична снимка на Хановер. Заради поставената му работа, той разработва необходимите изчислителни методи, включително и метода на най-малките квадрати и така създава основите на висшата геодезия.
Малко по-късно пак Гьотингентския университет приютява друг голям ум – Йохан Бенедикт Листинг. Роденият през 1808 г. във Франкфурт на Майн германски физик става известен с работата си по типология. Именно той през 1873 г. Листинг въвежда понятието геоид, което носи смисъла на земеподобен. Според неговото определение геоидът е тяло, ограничено от нивоповърхнината, която съвпада с нивото на водата в океаните, в спокойно състояние и тази линия е мислено продължена под континентите. Нивоповърхнината във всяка точка е перпендикулярна на отвесната линия (посоката, по която действа земното притегляне) и се приема за хоризонтална.
През ХІХ век се появява и фотографията, а веднага с нея се появява и фотограметрията. Първоначално фотография от въздуха завладява умовете на французите и те безспирно се опитват да правят снимки от въздуха – с балони, с дирижабъли и дори с хвърчила, към които прикрепят фотоапарата. Първата въздушна снимка датира от 1858 г. и е дело на фотографа Феликс Надар, заснел днешното селце Пети Кламар, намиращо се южно от Париж.
Французите са опиянени от идеята, а роденият през 1864 г. в Мулен офицер от френската армия Еме Лосда решава да направи карта на Париж от въздуха. Той започва да заснема града от покривите на по-високите сгради и после събира снимките.
В късния ХІХ век е основано и Zentralbüro für die Internationale Erdmessung (Централното бюро за международни измервания) от австро-унгарски геодезисти, в контакт с техните германски колеги. Една от основните цели, които си поставя обединението, е определянето на елипсоида и изнамирането на гравитационна формула, която да бъде оптимална не само за Европа, а за целия свят. Именно Zentralbüro е предшественика на Международната геодезическа асоциация (IAG) и на Международния съюз на геодезистите и геофизиците (IUGG).
Повечето от най-интересните теории, обсъждани в новото дружество, са дело на германския геодезист Фридрих Роберт Хелмерт. Неговата знаменита книга в два тома Die mathematischen und physikalischen Theorien der höheren Geodäsie (Математическа и физическа теория на висшата геодезия) излиза последователно през 1880 г. и 1884 г. Роден през 1843 г. във Фрайбург, той става директор Геодезическия институт в Берлин. Хелмерт се занимава с изследвания на ускорението на силата на тежестта в планините. Отделно от това успява да определи размерите на Земята, като въвежда формула за нормално разпределение на силата на тежестта по повърхността на земния елипсоид, като точността е до 100 метра (0,002 процента от земния радиус). Публикува формулата през 1906 г.
Четири години по-късно американският геодезист Джон Филмор Хайфорд, който днес е позабравен от новите поколения, но е имал значителен принос за геодезията, създава глобалния елипсоид, като се базира на междуконтиненталната изостазия и точността му е от 200 метра. Този модел е възприет от IUGG като общ земен елипсоид през 1924 г.
С геодезия се занимават все повече хора по целия свят. В Русия царската власт е свалена от Октомврийската революция и веднага с декрет, подписан лично от Ленин, както твърдят руските историци, е създадено Висшето геодезическо управление. Това става само две години след революцията – през 1919 г. Работите в СССР са под ръководството на друг голям ум – Ф. Н. Красовски. Именно неговият модел за елипсоид е възприет и от България през 1950 г.
