ジオイドは、地球の重力場の等位面または水準面です。海面が潮や大気による影響を受けず、重力のみの作用によって安定していると想像してください。また、海洋間がトンネルで結ばれ、海水が海洋間を自由に移動する様子も想像してください。その結果として生じる表面がジオイドです。ジオイドは平均海面 (MSL) にほぼ等しく、一般にローカルな平均海面から 1 メートルほど差があります。ジオイドの形状は複雑です。
ジオイドは地球の組成による影響を受けるため、傾斜の途切れる場所があるかもしれません。つまり、楕円体のような数学的なサーフェスに対して、ジオイドは解析的なサーフェスです。一般に、地球を中心とする水平測地基準との差は 100 メートル未満です。たとえば、イギリスでは、ジオイドと水平測地基準 (OSGB36) との差は 5 メートル未満です。
上に示した図では、緑色の線がジオイド面を表しています。この面はおおよそ地形に沿って湾曲しています。破線は回転楕円体の面を表しています。「h」は、回転楕円体、または楕円体 (HAE) からの高さです。この場合の高さは負の値です。ジオイドの起伏「N」は、回転楕円体とジオイド面の間の距離です。海抜高度「H」は、次の式によって回転楕円体の高さと関連付けられます。
h = H + N