大地水准面是地球重力场的等位面或水平面。想象一下海洋仅受重力的影响静止不动，而不受潮汐力和大气的影响。再想象一下隧道与海洋连接，以便海水能够在隧道与海洋之间自由流动。生成的表面是大地水准面的表现形式。大地水准面约等于平均海平面 (MSL)，通常与当地平均海平面有约一米的误差。它是一个复杂的形状。
大地水准面受地球构造的影响，因此其坡度可能会不连续。这意味着该表面是与椭圆体等数学表面相对的分析表面。大地水准面与地心水平大地水准面的差值通常不超过 100 米。例如，在英国，大地水准面与水平基准面 (OSGB36) 相差不超过 5 米。
在上图中，绿色线代表大地水准面。曲线大致遵循地形的走向。虚线代表椭圆体的表面。h 是高出椭球体或椭圆体的高度 (HAE)。在本例中，高度是负值。N 代表大地水准面波动，它是椭圆体表面与大地水准面之间的距离。H 代表正高，它与椭圆体高度的关系如下所示：
h = H + N